DE102011014078A1 - Roller bearing cage, has contour designed such that maximum diameter and guide regions are present at discrete number of points, where radii of regions of cage are smaller than radius of board, so that tapering gap results in slide bearing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen außenbordgeführten Lagerkäfig für schnell drehende Wälzlager, dessen äußere Mantelfläche unrund gestaltet ist und dessen Führungsflächen dadurch in Verbindung mit Zusatzgewichten einer reduzierten thermischen und fliehkraftbedingten Durchmesservergrößerung unterliegen und eine verbesserte Schmierung ermöglichen.The invention relates to an outboard bearing cage for high-speed rolling bearings whose outer surface is out of round and its guide surfaces thereby subject in conjunction with additional weights of reduced thermal and centrifugal diameter increase and allow improved lubrication.
In den meisten Wälzlagern werden die einzelnen Wälzkörper durch einen Käfig geführt und voneinander getrennt. Dies ist vor allem bei Lagern, die für höchste Drehzahlen konzipiert sind der Fall, insbesondere bei Spindellagern. Der Käfig wird dabei durch die umlaufenden Wälzkörper und im hier relevanten Fall eines außenbordgeführten Käfigs durch den Gleitkontakt am Bord des Außenrings geführt. Dabei ist ein gewisses radiales Spiel zwischen Käfig und Führungsbord des Außenrings erforderlich, um die Gleitlagerfunktion durch die der Käfig gelagert wird zu gewährleisten. Der Käfig soll einerseits möglichst frei im Lager rotieren können um eine möglichst geringe Reibung zu erzeugen, andererseits ist eine gute Führung des Käfigs nötig um eine gewisse Laufruhe zu gewährleisten. Das Führungsspiel des Käfigs muss dazu genau eingestellt werden und im Betrieb konstant bleiben. In der Praxis ändert sich dieses Spiel jedoch deutlich durch thermische und fliehkraftbedingte Aufweitung des Käfigs.In most rolling bearings, the individual rolling elements are guided through a cage and separated from each other. This is especially the case with bearings designed for highest speeds, especially with spindle bearings. The cage is guided by the rotating rolling elements and in the relevant case of an outboard guided cage by the sliding contact on board the outer ring. In this case, a certain radial clearance between the cage and guide board of the outer ring is required to ensure the sliding bearing function by which the cage is mounted. On the one hand, the cage should be able to rotate as freely as possible in the bearing in order to generate the least possible friction, on the other hand good guidance of the cage is necessary to ensure a certain smoothness. The guide clearance of the cage must be set exactly and remain constant during operation. In practice, however, this game changes significantly by thermal and centrifugal expansion of the cage.
Nach dem aktuellen Stand der Technik werden Käfige für schnelldrehende Lager, insbesondere für Spindellager, aus Hartgewebe oder Kunststoff (vor allem PEEK) hergestellt. Der Hartgewebekäfig hat gegenüber dem Kunststoff Werkstoff den Vorteil des geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten und des höheren E-Moduls. Im Betrieb weitet er sich somit weniger stark auf als der reine Kunststoff Käfig. Nachteilig ist jedoch seine, im Vergleich zum PEEK Käfig geringere Wärmebeständigkeit und sein höherer Reibkoeffizient. Die Lagerreibung, zu der der Käfig einen signifikanten Anteil beiträgt, und die damit verbundene Wärmeentwicklung, ist bei schnelldrehenden Spindellagern derzeit die Hauptursache für ihre Drehzahlbegrenzung.According to the current state of the art cages for high-speed bearings, especially for spindle bearings, made of hard tissue or plastic (especially PEEK). The hard tissue cage has the advantage over the plastic material of the lower thermal expansion coefficient and the higher modulus of elasticity. In operation, it therefore expands less than the pure plastic cage. However, its disadvantage is its lower heat resistance and its higher coefficient of friction compared to the PEEK cage. The bearing friction, to which the cage contributes a significant portion, and the associated heat generation, is currently the main cause of their speed limitation in fast-rotating spindle bearings.
Kunststoffkäfige (z. B. aus PEEK) weisen sehr gute Reibungseigenschaften und eine höhere Temperaturbeständigkeit als Hartgewebekäfige auf. Grundsätzlich ist durch den Einsatz von PEEK Käfigen daher die Konstruktion reibungsärmerer Lager möglich und somit eine Steigerung der erreichbaren Drehzahlen und Steifigkeiten. PEEK Käfige unterliegen jedoch bei hohen Drehzahlen und Temperaturerhöhungen einer signifikanten Aufweitung. Dies hat den Nachteil, dass sich bei außenringgeführten Käfigen, das radiale Führungsspiel des Käfigs reduziert und der Käfig im Extremfall verklemmt und durch die Reibung aufschmilzt. Des Weiteren weisen Kunststoffkäfige im Vergleich zum Hartgewebekäfig eine geringere Schmierstoffeinlagerungsfähigkeit und Transportfähigkeit auf. Es ist daher schwierig, den Führungsbereich zwischen Käfig und Außenring von außen durch den schmalen Führungsspalt mit einer ausreichenden Schmierstoffmenge zu schmieren.Plastic cages (eg made of PEEK) have very good friction properties and a higher temperature resistance than hard tissue cages. Basically, the use of PEEK cages makes it possible to design low-friction bearings and thus an increase in the achievable speeds and stiffnesses. However, PEEK cages are subject to significant expansion at high speeds and temperature increases. This has the disadvantage that reduced in external ring cages, the radial guide clearance of the cage and the cage clamped in extreme cases and melts by the friction. Furthermore, compared to the hard tissue cage, plastic cages have lower lubricant storage capacity and transportability. It is therefore difficult to lubricate the guide area between the cage and outer ring from the outside through the narrow guide gap with a sufficient amount of lubricant.
Ein Ansatz zur Verbesserung der schlechten Formbeständigkeit von Kunststoffkäfigen ist die Verwendung von glasfasergefülltem Material. Dabei werden dem Kunststoff beim Spritzgussprozess kurze Glasfasern beigemischt, die dann weitgehend anisotrop im fertigen Käfigrohling verteilt sind. Die Vorhersage des Käfigverhaltens ist daher schwierig und die Wirkung des Fasern nicht optimal.One approach to improving the poor dimensional stability of plastic cages is the use of fiber filled material. The plastic during the injection molding process, short glass fibers are added, which are then largely distributed anisotropically in the finished cage blank. The prediction of cage behavior is therefore difficult and the effect of the fiber is not optimal.
Ein in der Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die thermische und fliehkraftbedingte Aufweitung der Führungsflächen des Lagerkäfigs weitgehend zu verhindern, die Schmierstoffversorgung des Käfig-Führungsbereiches zu verbessern und so einen sicheren Lagerbetrieb und die Minimierung der Käfigreibung zu ermöglichen, insbesondere durch den Einsatz von Kunststoff Werkstoffen.The object of the invention is therefore to largely prevent the thermal and centrifugal expansion of the guide surfaces of the bearing cage, to improve the lubricant supply of the cage guide area and thus to enable safe storage operation and minimizing the cage friction, in particular through the use of plastic materials.
Die Aufgabe wird durch einen, nach den Ansprüchen 1 bis 5 gestalteten Wälzlagerkäfig gelöst.The object is achieved by a designed according to
Der neue erfindungsgemäße Käfig bietet den Vorteil, dass der Außendurchmesser im Bereich der Führungsflächen und damit das Führungsspiel des Käfigs bei verschiedenen Drehzahlen und Betriebstemperaturen weitgehend konstant bleibt. Dadurch kann das Führungsspiel optimal, d. h. so dass sich eine geringe Reibung und hohe Laufruhe einstellt ausgelegt werden. Es kann ein ungefüllter standard PEEK Werkstoff eingesetzt werden der eine geringe Reibung und hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. Die Freistellung von Teilbereichen der Führungsfläche ermöglicht außerdem eine verbesserte Schmierstoffversorgung der Führungsflächen.The new cage according to the invention has the advantage that the outer diameter in the region of the guide surfaces and thus the guide play of the cage remains largely constant at different speeds and operating temperatures. As a result, the guide play optimally, d. H. so that a low friction and smooth running adjusts. It can be an unfilled standard PEEK material used which has low friction and high temperature resistance. The release of partial areas of the guide surface also allows an improved lubricant supply to the guide surfaces.
Im Folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigenIn the following, two embodiments of the invention are described with reference to drawings. Show it
Der Käfig ist derart ausgeführt, dass er in axialer Erstreckung etwa mittig gleichmäßig über dem Umfang verteilt eine diskrete Anzahl an Aussparungen (
Diese äußeren Führungsfläche des Käfigs werden nicht wie üblich zylindrisch ausgeführt, sondern, aus axialer Sicht betrachtet, in Form eines Polygonprofils, so dass der Käfig an einer diskreten Anzahl größer drei, an gleichmäßig über dem Umfang verteilten Stellen (
Die Führungsbereiche (
Die Anbringung von Zusatzmassen (
Bei hohen Drehzahlen ist die Schmierung des Führungsbords besonders wichtig, durch den verengten Führungsspalt ist der Schmierstoffzutritt jedoch erschwert. Der größere Spalt in den durchmesserreduzierten Bereichen (
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform wird der Käfig durch eine Faserwicklung (
Werden die Außenkontur des Käfigs und die Form der Faserwicklung polygonförmig ausgeführt und ist der Käfig mit Zusatzgewichten (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017102577A1 (en) | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | roller bearing |
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EP4325073A1 (en) * | 2022-08-19 | 2024-02-21 | Apo-Gee Engineering S.r.l. | Cage for a rolling element bearing |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
DE102007033904A1 (en) | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Schaeffler Kg | Angular ball bearing i.e. spindle ball bearing, for machine tool, has outboard with internal diameter gradient increasingly formed in neighboring region adjoining at flange of bearing surface in axial extension along direction of balls |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017102577A1 (en) | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | roller bearing |
US10215232B2 (en) | 2017-05-08 | 2019-02-26 | United Technologies Corporation | Bearing with non-uniform cage clearance |
EP4325073A1 (en) * | 2022-08-19 | 2024-02-21 | Apo-Gee Engineering S.r.l. | Cage for a rolling element bearing |
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