DE102013016882A1 - Axialkugellager - Google Patents

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Abstract

Ein Axialkugellager, mit Laufringen (8, 9), zwischen denen Kugeln (10) angeordnet sind, die in Laufbahnen (11) der Laufringe (8, 9) abrollbar gehalten sind, ist so ausgebildet, dass jede Laufbahn (11) eine sich in Rollrichtung der Kugeln (10) erstreckende Nut (12) aufweist.An axial ball bearing, with races (8, 9), between which balls (10) are arranged, which are held unrolled in raceways (11) of the races (8, 9), is designed so that each raceway (11) is a in Rolling direction of the balls (10) extending groove (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialkugellager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an axial ball bearing according to the preamble of claim 1.

Derartige Axialkugellager finden in unterschiedlichen Konstruktionen Verwendung. Beispielhaft sei auf den Einsatz als Kugelrampenkupplung verwiesen, wie sie aus der DE 10 2004 037 771 A1 bekannt ist. Diese Kugelrampenkupplung ist dabei Bestandteil einer Nachstellvorrichtung einer Scheibenbremse und dient einem verschleißbedingten Lüftspielausgleich.Such axial ball bearings are used in different constructions. By way of example, reference is made to the use as a ball ramp clutch, as they are from the DE 10 2004 037 771 A1 is known. This ball ramp clutch is part of an adjusting device of a disc brake and serves a wear-related Lüftspielausgleich.

Diese Nachstellvorrichtung ist im Innern einer Gewindehülse angeordnet, die als Bremsstempel fungiert und die in einer Brücke der Scheibenbremse verdrehbar gehalten ist.This adjusting device is arranged in the interior of a threaded sleeve, which acts as a brake stamp and which is rotatably held in a bridge of the disc brake.

Über ein Antriebselement, beispielsweise über eine Schaltgabel wird die Nachstellvorrichtung von einem Bremshebel angetrieben, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments die Kugelrampenkupplung als Überlastschutz in Funktion tritt, so dass eine weitere Verdrehung der Gewindehülse nicht erfolgt.Via a drive element, for example via a shift fork, the adjusting device is driven by a brake lever, wherein when a predetermined torque is exceeded, the ball ramp clutch acts as an overload protection function, so that a further rotation of the threaded sleeve does not take place.

Die Kugelrampenkupplung weist zwei als Rampenscheiben ausgebildete Laufringe auf, von denen einer verdrehsicher mit einer in das Gewinderohr formschlüssig eingreifenden Federhülse verbunden ist, während der andere an der Schaltgabel angreift oder selbst die Schaltgabel bildet.The ball ramp clutch has two trained as a ramp discs races, one of which is connected against rotation with a form-fitting into the threaded tube spring sleeve, while the other engages the shift fork or even forms the shift fork.

Die einander zugewandten Seiten der Laufringe sind jeweils mit über den Umfang verteilten Kalotten versehen, die in Normalstellung der Nachstellvorrichtung, also in eingekuppelter Stellung zum Verdrehen des Gewinderohres deckungsgleich positioniert sind. In Umfangsrichtung schließt sich an jede Kalotte eine ansteigende Rampe an, wobei die Rampen der sich gegenüberliegenden Rampenscheiben gegensinnig ausgerichtet sind. Die einer Kugel zugeordneten Kalotten und Rampen bilden damit im Sinne der Gattung Laufbahnen.The mutually facing sides of the races are each provided with distributed over the circumference calotte, which are positioned congruent in the normal position of the adjuster, ie in the engaged position for rotating the threaded tube. In the circumferential direction, each dome is followed by a rising ramp, with the ramps of the opposing ramp disks being oriented in opposite directions. The ball and dome associated ramps thus form careers in the sense of the genus.

Diese Laufbahnen sind in ihrem Querschnittsradius größer als der Kugelradius, so dass sich die jeweilige Kugel nur an einem Punkt der Laufbahn abstützt. Die auf das Axialkugellager wirkenden axialen Kräfte führen allerdings zu einer derart hohen Flächenpressung, d. h. einer Hertzschen Pressung, so dass es zu einem erhöhten Verschleiß sowohl der Kugeln wie auch der Laufbahnen kommt, einer sogenannten Pitting-Bildung.These tracks are larger in cross-sectional radius than the ball radius, so that the respective ball is supported only at one point of the track. However, the axial forces acting on the thrust ball bearing lead to such a high surface pressure, d. H. a Hertzian pressure, so that there is an increased wear of both the balls as well as the raceways, a so-called pitting formation.

Naturgemäß wird damit dauerhaft die Funktionsfähigkeit des Axialkugellagers eingeschränkt, in der Folge auch die einer vorbeschriebenen Nachstellvorrichtung.Naturally, this permanently restricts the functionality of the axial ball bearing, as a result of which also the previously described adjusting device.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist schon versucht worden, durch eine geeignete Materialauswahl die Belastungsfähigkeit zu verbessern. U. a. aufgrund der relativ hohen Kosten, resultierend im Wesentlichen aus den erhöhten Herstellungskosten, wurde dies als nicht akzeptable Lösung angesehen.To remedy this situation, attempts have already been made to improve the ability to load by means of a suitable selection of materials. U. a. Due to the relatively high costs resulting mainly from the increased manufacturing costs, this was considered an unacceptable solution.

Dies trifft gleichermaßen auf einen weiteren bekannten Vorschlag zu, nach dem die Querschnittsabmaße der Laufbahnen und der Kugeln gleich sind, um so eine Linienberührung zu erreichen. Vor allem auch wegen des hohen Fertigungsaufwandes zur Realisierung eines solchen Axialkugellagers und den sich daraus ergebenden inakzeptablen Kosten, ist diese Lösung ebenfalls verworfen worden bzw. hat sich nicht durchgesetzt.This applies equally to another known proposal, according to which the cross-sectional dimensions of the raceways and the balls are the same, so as to achieve a line contact. Above all, because of the high production costs for the realization of such an axial ball bearing and the resulting unacceptable costs, this solution has also been rejected or has not prevailed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Axialkugellager der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass mit geringem fertigungstechnischem Aufwand und im Wesentlichen ohne Kostensteigerung eine Standzeitverlängerung erreicht wird.The invention has for its object to further develop an axial ball bearing of the generic type so that with little manufacturing effort and essentially without cost increase a service life extension is achieved.

Diese Aufgabe wird durch ein Axialkugellager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an axial ball bearing with the features of claim 1.

Durch die gemäß der Erfindung in der Laufbahn vorgesehene, sich in Rollrichtung erstreckende Nut wird auf äußerst einfache Art erreicht, dass sich die jeweilige Kugel an zwei Punkten der Laufbahn abstützt.By provided in accordance with the invention in the career, extending in the rolling direction groove is achieved in a very simple way that the respective ball is supported at two points of the raceway.

Damit wird im Grunde die Flächenpressung halbiert, zumindest jedoch erheblich reduziert, wodurch sich die zum Stand der Technik beschriebenen Probleme nun nicht mehr ergeben.Thus, the surface pressure is basically halved, but at least considerably reduced, which no longer results in the problems described in the prior art.

Insbesondere wird durch die Erfindung die Dauerbelastbarkeit des Axialkugellagers, sprich die Standzeit um einen wesentlichen Faktor verbessert, was naturgemäß zu einer entsprechenden Reduzierung der Betriebskosten beiträgt. Diese werden u. a. bestimmt durch die Ersatzbeschaffung bzw. Reparatur, umfassend einen Austausch des Axialkugellagers sowie der dazu notwendigen Montage und Demontage.In particular, the durability of the axial ball bearing, ie the service life improved by a significant factor by the invention, which naturally contributes to a corresponding reduction in operating costs. These are u. a. determined by the replacement procurement or repair, comprising an exchange of the thrust ball bearing and the necessary assembly and disassembly.

Bevorzugt findet die Erfindung Verwendung bei Einsatz eines Axialkugellagers als Kugelrampenkupplung, wobei hier die Laufbahnen, also die Kalotten und zugeordneten Rampen, abschnittsweise in die Laufringe eingebracht sind, entsprechend dem Verdrehwinkel der beiden Laufringe zueinander.Preferably, the invention finds use in the use of an axial ball bearing as a ball ramp clutch, in which case the raceways, so the calottes and associated ramps, sections are introduced into the races, according to the angle of rotation of the two races to each other.

Die übrigen, nicht als Laufbahnen ausgebildeten Bereiche der Laufringe müssen nicht mit einer Nut versehen sein. Falls dies aus fertigungstechnischen Gründen jedoch sinnvoll erscheint, steht der durchgehenden, umfänglichen Schlitzung der Laufringe nichts entgegen.The remaining, not designed as raceways areas of the races need not be provided with a groove. However, if this makes sense for manufacturing reasons, the continuous, circumferential slotting of the races is not opposed.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die in die Laufbahnen eingebrachten Nuten, in radialer Richtung gesehen, mittig der Laufbahnen angeordnet und zwar vom Beginn der jeweiligen Kalotte bis zum Ende der Rampe. According to an advantageous embodiment of the invention, the introduced into the raceways grooves, viewed in the radial direction, are arranged centrally of the raceways and indeed from the beginning of the respective dome to the end of the ramp.

Der Querschnitt der Nut kann sowohl hinsichtlich der Kontur wie auch ihres Querschnittsabmaßes frei gewählt bzw. den Anforderungen angepasst werden, im Wesentlichen abhängig von den kostengünstigsten Fertigungsmöglichkeiten einerseits und funktionalen Erfordernissen.The cross-section of the groove can be freely selected with respect to both the contour and its cross-sectional dimension or adapted to the requirements, essentially depending on the most cost-effective production options on the one hand and functional requirements.

So kann die Nut beispielsweise rechteckig, konkav oder im Sinne eines Dreiecks ausgebildet sein. Letztere Ausbildung spitz-, stumpf- oder rechtwinklig; gleichschenkelig oder ungleichschenkelig.For example, the groove may be rectangular, concave or triangular. The latter training pointed, obtuse or rectangular; isosceles or unequal.

Bevorzugt sind die frei liegenden Randkanten der Nut abgeflacht im Sinne einer Fase oder konkav gerundet; bevorzugt entsprechend dem Radius der Kugel.Preferably, the exposed marginal edges of the groove are flattened in the sense of a chamfer or concave rounded; preferably according to the radius of the ball.

Bei umlaufend durchgängiger Nut, aber auch bei partieller Ausbildung entsprechend der Kalotten/Rampenlänge erstreckt sich der Grund der Nut entlang einer Ebene, wobei sich die Tiefe der Nut bei Anordnung in einer Rampenscheibe entsprechend den Steigungen der Rampen bzw. Kalotten verändert.With circumferentially continuous groove, but also with partial training according to the calotte / ramp length, the bottom of the groove extends along a plane, wherein the depth of the groove changes in arrangement in a ramp disc corresponding to the slopes of the ramps or calotte.

Im Übrigen besteht die Möglichkeit, die in die Laufbahnen eingebrachten Nuten als Fettspeicher zu nutzen, um die Rollreibung der Kugeln zu minimieren, was ebenfalls zu einer Standzeitverlängerung beiträgt.Moreover, it is possible to use the grooves introduced into the raceways as fat stores in order to minimize the rolling friction of the balls, which also contributes to a service life extension.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 einen Halbschnitt einer mit einem Axialkugellager gemäß der Erfindung versehene Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse 1 a half-section provided with an axial ball bearing according to the invention adjusting device for a disc brake

2 das Axialkugellager als Einzelheit, in einer geschnittenen Seitenansicht 2 the thrust ball bearing as a detail, in a sectional side view

3 einen Teilausschnitt eines Teils des Axialkugellagers in einer perspektivischen Ansicht. 3 a partial section of a portion of the thrust ball bearing in a perspective view.

In der 1 ist eine Nachstellvorrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug dargestellt, mit einer Antriebsspindel 1, an der an einem Ende eine Verzahnung 6 vorgesehen ist, zum Angriff eines Werkzeuges, um die Antriebsspindel 1 bei einem Bremsbelagwechsel zurückzudrehen.In the 1 is shown an adjusting device of a disc brake for a commercial vehicle, with a drive spindle 1 , at the one end a gearing 6 is provided to attack a tool to the drive spindle 1 to turn back at a brake lining change.

Auf der Antriebsspindel 1 ist eine Schraubenfeder 3 geführt, die in einer Federhülse 2 gehalten ist.On the drive spindle 1 is a coil spring 3 guided in a spring sleeve 2 is held.

Die Nachstellvorrichtung insgesamt ist mittels einer Lagerplatte 5 an einem Bremssattel der Scheibenbremse festgelegt.The adjusting device as a whole is by means of a bearing plate 5 fixed to a caliper of the disc brake.

Zur Nachstellung einer einen Bremsstempel bildenden Gewindehülse weist die Federhülse 2 an ihrem der Verzahnung 6 abgewandten Endbereich Mitnehmerstege 4 auf, die formschlüssig in die Gewindehülse eingreifen.For adjustment of a brake sleeve forming a threaded sleeve, the spring sleeve 2 at her the gearing 6 remote end area driver webs 4 on, which engage positively in the threaded sleeve.

Auf der Antriebsspindel 1 ist weiterhin ein Axialkugellager 7 in Funktion einer Kugelrampenkupplung geführt, mit zwei Rampenscheiben bildenden Laufringen 8, 9, die jeweils auf ihren einander zugewandten Seiten mit Laufbahnen 11 versehen sind, in denen Kugeln 10 abrollbar gehalten sind.On the drive spindle 1 is still an axial ball bearing 7 performed in function of a ball ramp clutch, with two ramp discs forming races 8th . 9 , each on their sides facing each other with raceways 11 are provided in which balls 10 are kept unrolled.

Im Beispiel sind mehrere, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zueinander über den Umfang verteilte Laufbahnen 11 in beiden Laufringen 8, 9 vorgesehen, wobei jede Laufbahn 11 aus einer Kalotte 13 und einer sich daran anschließenden, in Umfangsrichtung ansteigenden Rampe 14 besteht.In the example, several, preferably at the same angular distance from one another over the circumference distributed tracks 11 in both races 8th . 9 provided, each career 11 from a dome 13 and an adjoining circumferentially increasing ramp 14 consists.

Dabei sind die sich gegenüberliegenden Rampen 14 der beiden Laufringe 8, 9 in Umfangsrichtung gegensinnig ausgerichtet, wobei die Querschnittskontur jeder Rampe 14 der Kontur der zugeordneten Kugel 10 entspricht.Here are the opposite ramps 14 the two races 8th . 9 aligned in the circumferential direction in opposite directions, wherein the cross-sectional contour of each ramp 14 the contour of the assigned ball 10 equivalent.

Wie insbesondere die 2 sehr deutlich zeigt, ist der Radius der Laufbahn 11 geringfügig größer als der Radius der Kugel 10. Um die Flächenpressung zwischen der Kugel 10 und der Laufbahn 11 bei axialer Belastung des Axialkugellagers 7 zu minimieren, ist, gemäß der Erfindung, am Grund jeder Laufbahn 11 eine in Rollrichtung der Kugel 10 sich erstreckende Nut 12 eingebracht, so dass die Kugel an zwei Punkten der Laufbahn 11 anliegt und zwar in den beidseitig der Nut 12 angrenzenden Bereichen.How the particular 2 shows very clearly, is the radius of the track 11 slightly larger than the radius of the sphere 10 , To the surface pressure between the ball 10 and the career 11 with axial load of the axial ball bearing 7 minimizing is, according to the invention, at the bottom of each career 11 one in rolling direction of the ball 10 extending groove 12 introduced, leaving the ball at two points of the track 11 abuts and in the two sides of the groove 12 adjacent areas.

Im Beispiel, wie vor allem in der 3 sehr deutlich zu erkennen ist, erstreckt sich die Nut 12 über den gesamten Umfang der Laufringe 8, 9, wobei sie in radialer Richtung gesehen im Mittenbereich der Laubahnen 11 angeordnet ist.In the example, especially in the 3 can be seen very clearly, the groove extends 12 over the entire circumference of the races 8th . 9 , where they are seen in the radial direction in the middle region of the leaflets 11 is arranged.

Die Tiefe der Nut 12, ebenso wie deren Breite kann den Erfordernissen angepasst werden. Wobei, wie erwähnt, der Querschnitt der Nut 12 unterschiedlich gestaltet sein kann. Beispielsweise gewölbt, polygon, z. B. als Rechteck oder Dreieck.The depth of the groove 12 , as well as their width can be adapted to the requirements. Where, as mentioned, the cross section of the groove 12 can be designed differently. For example, curved, polygon, z. B. as a rectangle or triangle.

Eine sozusagen Entschärfung der Randkanten der Nut 12 im Sinne einer Fase oder dergleichen schafft eine größere Auflage der Kugel 10 und reduziert ebenfalls, wie gewünscht, die wirksame Flächenpressung. A so to speak defuse the marginal edges of the groove 12 in the sense of a chamfer or the like creates a larger edition of the ball 10 and also reduces the effective surface pressure as desired.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004037771 A1 [0002] DE 102004037771 A1 [0002]

Claims (12)

Axialkugellager, mit Laufringen (8, 9), zwischen denen Kugeln (10) angeordnet sind, die in Laufbahnen (11) der Laufringe (8, 9) abrollbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laufbahn (11) eine sich in Rollrichtung der Kugeln (10) erstreckende Nut (12) aufweist.Thrust Ball Bearing, with Race Rings ( 8th . 9 ) between which balls ( 10 ) arranged in raceways ( 11 ) of the races ( 8th . 9 ) are kept unrollable, characterized in that each raceway ( 11 ) a rolling direction of the balls ( 10 ) extending groove ( 12 ) having. Axialkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (12) in Laufbahnen (11) vorgesehen sind, die jeweils aus einer Kalotte (13) und einer sich daran anschließenden Rampe (14) bestehen, die in Rampenscheiben bildenden Laufringen (8, 9) einer Kugelrampenkupplung angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung mehrere, abständig zueinander angeordnete Laufflächen vorgesehen sind.Axial ball bearing according to claim 1, characterized in that the grooves ( 12 ) in careers ( 11 ), each consisting of a dome ( 13 ) and an adjoining ramp ( 14 ) formed in ramp discs ( 8th . 9 ) are arranged a ball ramp clutch, wherein in the circumferential direction a plurality of spaced apart running surfaces are provided. Axialkugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (12) umlaufend in den Laufringen (8, 9) vorgesehen sind.Axial ball bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves ( 12 ) circumferentially in the races ( 8th . 9 ) are provided. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) lediglich in den Laufflächen (11) einer Kugelrampenkupplung (7) angeordnet ist.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 12 ) only in the treads ( 11 ) a ball ramp clutch ( 7 ) is arranged. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) in radialer Richtung gesehen in der Mitte der Laufbahn (11) verläuft.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 12 ) seen in the radial direction in the middle of the track ( 11 ) runs. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) zumindest teilweise mit Schmierfett gefüllt ist.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 12 ) is at least partially filled with grease. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittskontur der Nut (12) konkav oder polygon ist, vorzugsweise recht- oder dreieckig.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional contour of the groove ( 12 ) is concave or polygonal, preferably right or triangular. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittskontur bei dreieckiger Ausbildung spitz-, stumpf- oder rechtwinklig, und/oder gleichschenkelig oder ungleichschenkelig ist.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional contour in a triangular formation acute, obtuse or rectangular, and / or isosceles or unequal legs. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten der Nut (12) gefast oder gerundet sind.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the side edges of the groove ( 12 ) are bevelled or rounded. Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten der Nut (12) konkav gerundet sind, angepasst an den Radius der Kugel (10).Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the side edges of the groove ( 12 ) are concavely rounded, adapted to the radius of the ball ( 10 ). Axialkugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund der umlaufenden Nut (12) oder der über den Umfang verteilten Nuten (12) in einer Ebene liegen.Axial ball bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the base of the circumferential groove ( 12 ) or distributed over the circumference grooves ( 12 ) lie in one plane. Verwendung eines Axialkugellagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kugelrampenkupplung einer Nachstelleinrichtung einer Scheibenbremse.Use of an axial ball bearing according to one of the preceding claims as a ball ramp clutch of an adjusting device of a disc brake.
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