DE102014212075A1 - Bearing cage for a rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Lagerkäfig (8) für ein Wälzlager (1), insbesondere für ein Kegelrollenlager, mit zumindest einem ersten Ringelement (30) und einem zweiten Ringelement (32), die über mindestens einen Steg (34) miteinander verbunden sind, wobei das erste und das zweite Ringelement (30; 32) dazu ausgelegt sind, zwischen sich mindestens einen Wälzkörper (6) aufzunehmen und diesen axial zu halten, und der mindestens eine Steg (34) dazu ausgelegt ist den Wälzkörper (4) umfänglich zu halten, wobei zumindest das erste Ringelement (30) eine sich zumindest teilweise im Wesentlichen radial erstreckende Fläche (14) aufweist, die gewellt ausgebildet ist.Bearing cage (8) for a roller bearing (1), in particular for a tapered roller bearing, with at least a first ring element (30) and a second ring element (32) which are interconnected via at least one web (34), wherein the first and the second Ring element (30; 32) are adapted to receive between them at least one rolling element (6) and to hold it axially, and the at least one web (34) is adapted to circumferentially hold the rolling element (4), wherein at least the first ring element (30) has an at least partially substantially radially extending surface (14) which is formed wavy.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerkäfig für ein Wälzlager, insbesondere für ein Kegelrollenlager mit zumindest einem ersten Ringelement und einem zweiten Ringelement, die über mindestens einen Steg miteinander verbunden sind, wobei das erste und das zweite Ringelement dazu ausgelegt sind, zwischen sich mindestens einen Wälzkörper aufzunehmen und diesen axial zu halten und der mindestens eine Steg dazu ausgelegt ist, den Wälzkörper umfänglich zu halten.The present invention relates to a bearing cage for a rolling bearing, in particular for a tapered roller bearing with at least a first ring member and a second ring member which are interconnected via at least one web, wherein the first and the second ring member are adapted to receive between at least one rolling element and to hold this axially and the at least one web is designed to keep the rolling element circumferentially.
Wälzlager, insbesondere Kegelrollenlager, weisen üblicherweise einen Lageraußenring und einen Lagerinnenring auf, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind, so dass eine Relativbewegung zwischen Außenring und Innenring ermöglicht wird. Dabei können die Wälzlager vollrollig ausgeführt sein also derart, dass die Wälzkörper direkt einander kontaktieren, oder die Wälzkörper werden von sogenannten Lagerkäfigen aufgenommen, die die Wälzkörper axial und umfänglich sichern. Derartige Lagerkäfige haben den Vorteil, dass dadurch ein einfacher Zusammenbau des Wälzlagers bereitgestellt werden kann.Rolling, in particular tapered roller bearings, usually have a bearing outer ring and a bearing inner ring, between which rolling elements are arranged, so that a relative movement between the outer ring and inner ring is made possible. In this case, the rolling bearings can be carried out full complement so that the rolling elements directly contact each other, or the rolling elements are accommodated by so-called bearing cages, which secure the rolling elements axially and circumferentially. Such bearing cages have the advantage that thereby a simple assembly of the rolling bearing can be provided.
Die Wälzkörper selbst können beispielsweise kugelförmig, zylindrisch, torodoial oder auch kegelförmig ausgebildet sein. Bei Wälzlagern mit kegelförmigen Wälzkörpern, sogenannten Kegelrollenlagern, sind zudem am Innenring oder am Außenring zur axialen Stabilisierung ein Haltebord und ein Führungsbord angebracht.The rolling elements themselves can be spherical, cylindrical, toroidal or conical, for example. In rolling bearings with conical rolling elements, so-called tapered roller bearings, a retaining board and a guide board are also attached to the inner ring or on the outer ring for axial stabilization.
Um die Reibung der gegeneinander beweglichen Elemente im Wälzlager zu reduzieren, ist weiterhin bekannt, in dem Wälzlager ein Schmiermittel bereitzustellen. Gerade bei Kegelrollenlagern ist eine derartige Schmierung vorteilhaft, damit die Wälzkörper optimal an dem Führungsbord gleiten.In order to reduce the friction of the mutually movable elements in the rolling bearing, it is also known to provide a lubricant in the rolling bearing. Especially with tapered roller bearings such lubrication is advantageous so that the rolling elements slide optimally on the guide board.
Problematisch bei derartigen Kegelrollenlagern ist jedoch, dass das Schmiermittel von den Kegelrollen von dem kleineren Durchmesser in Richtung des größeren Durchmessers und von dort aus dem Lager transportiert wird. Dort sammelt sich das Schmiermittel in statischen Bereichen, von wo aus es sich nicht mehr an der Wälzkörperschmierung beteiligt.The problem with such tapered roller bearings, however, is that the lubricant is transported from the tapered rollers of the smaller diameter in the direction of the larger diameter and from there out of the camp. There, the lubricant collects in static areas, from where it no longer participates in the Wälzkörperschmierung.
Dabei ist zu beobachten, dass ab einem bestimmten Abstand von den Wälzkörpern die Haftung an den statischen Teilen des Lagers größer ist als die Scherkraft des Schmiermittels, so dass das Schmiermittel nur noch über eine besonders hohe Betriebstemperatur oder Stöße dazu veranlasst werden kann, sich aus den statischen Bereichen zu entfernen. Dies kann nachteiligerweise insbesondere dazu führen, dass zu wenig oder gar kein Schmiermittel mehr an den Wälzkörpern, insbesondere im Bereich der Halteborde, vorhanden ist, so dass hier eine ungenügende Schmierung auftritt. Diese ungenügende Schmierung wiederum führt zu einem ungewollten Temperaturanstieg und somit auch zu einem übermäßigen Verschleiß und einer verringerten Lebensdauer, der Wälzlagerelemente.It can be observed that at a certain distance from the rolling elements, the adhesion to the static parts of the bearing is greater than the shearing force of the lubricant, so that the lubricant can only be caused by a particularly high operating temperature or shocks, from the remove static areas. This can disadvantageously in particular lead to too little or no lubricant more on the rolling elements, in particular in the region of the retaining rims, is present, so that an insufficient lubrication occurs here. This inadequate lubrication in turn leads to an unwanted increase in temperature and thus also to excessive wear and reduced life, the rolling bearing elements.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein Wälzlager, insbesondere ein Kegelrollenlager bereitzustellen, das eine verbesserte Schmiermittelrückhaltung bereitstellt.Object of the present invention is therefore to provide a rolling bearing, in particular a tapered roller bearing, which provides an improved lubricant retention.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lagerkäfig gemäß Patentanspruch 1, sowie ein Wälzlager, insbesondere ein Kegelrollenlager, gemäß Patentanspruch 10.This object is achieved by a bearing cage according to claim 1, and a rolling bearing, in particular a tapered roller bearing, according to
Erfindungsgemäß wird ein Lagerkäfig für ein Wälzlager, insbesondere für ein Kegelrollenlager, bereitgestellt, das zumindest ein erstes und ein zweites Ringelement aufweist, die über mindestens einen Steg miteinander verbunden sind. Dabei ist das erste und das zweite Ringelement dazu ausgelegt, zwischen sich mindestens einen Wälzkörper aufzunehmen und diesen axial zu halten und der mindestens eine Steg ist dazu ausgelegt, den Wälzkörper umfänglich zu halten.According to the invention, a bearing cage for a roller bearing, in particular for a tapered roller bearing, is provided, which has at least one first and one second ring element, which are connected to one another via at least one web. In this case, the first and the second ring element is adapted to receive at least one rolling element between them and to hold it axially and the at least one web is adapted to keep the rolling element circumferentially.
Um eine verbesserte Schmiermittelrückhaltung in dem Wälzlager bereitzustellen, weist zumindest das erste Ringelement eine sich zumindest teilweise im Wesentlichen radial erstreckende Fläche auf, die gewellt ausgebildet ist. Über diese Wellung wird Schmiermittel, das sich in einem statischen Bereich außerhalb des Lagerkäfigs befindet, unterschiedlichen Druckverhältnissen ausgesetzt bzw. wieder in Bewegung gebracht und so in den Schmiermittelkreislauf rückgeführt.In order to provide improved lubricant retention in the rolling bearing, at least the first ring member has an at least partially substantially radially extending surface that is corrugated. About this corrugation is lubricant, which is located in a static area outside of the bearing cage, exposed to different pressure conditions or brought back into motion and thus returned to the lubricant circuit.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die sich radial erstreckende Fläche eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante auf, die gegenläufig gewellt ausgebildet sind, wobei sich ein Wellenberg der radial inneren Kante zu einem Wellental der radial äußeren Kante erstreckt. Durch diese gegenläufige Wellung kann das Schmiermittel besonders gut in Bewegung gebracht werden und über die schräg verlaufenden Wellenberge bzw. Wellentäler wird erreicht, dass eine gerichtete Bewegung des Schmiermittels erzeugt wird und diese an die Stirnflächen der Wälzkörper rückgeführt werden kann.According to a further advantageous embodiment, the radially extending surface has a radially inner edge and a radially outer edge, which are formed in opposite directions wavy, with a wave crest of the radially inner edge extends to a trough of the radially outer edge. By this opposite corrugation, the lubricant can be particularly well set in motion and the oblique wave crests or troughs ensures that a directed movement of the lubricant is generated and this can be returned to the end faces of the rolling elements.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Wellung der radialen Fläche winklig zu einer radialen Ausrichtung angestellt. Dadurch kann das Schmiermittel zum einen in Bewegung gebracht werden, und zum anderen aus dem statischen Bereich an die Stirnseiten der Wälzkörper rückgeführt werden.According to a further advantageous embodiment, the corrugation of the radial surface is made at an angle to a radial orientation. As a result, the lubricant can be moved on the one hand, and on the other from the Static area are returned to the end faces of the rolling elements.
Dabei ist insbesondere bevorzugt, wenn die sich radial erstreckende Fläche eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, die gegenläufig gewellt ausgebildet sind, wobei sich ein Wellenberg der radial inneren Kante zu einem Wellental der radial äußeren Kante erstreckt.In this case, it is particularly preferred if the radially extending surface has a radially inner edge and a radially outer edge, which are formed in opposite directions wavy, with a wave crest of the radially inner edge extends to a trough of the radially outer edge.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist zwischen der radialen Fläche und dem Ringelement, insbesondere im Bereich des Wellenbergs ein Spalt ausgebildet. Dieser Spalt dient dazu, dass Schmiermittel nicht nur an die Stirnfläche der Wälzkörper, sondern auch an ihre Rollfläche geführt werden kann. Dadurch wird die Schmiermittelrückführung nochmals deutlich verbessert.According to a further advantageous embodiment, a gap is formed between the radial surface and the ring element, in particular in the region of the wave crest. This gap is used so that lubricant can be guided not only to the end face of the rolling elements, but also to their rolling surface. As a result, the lubricant return is again significantly improved.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erstreckt sich die radiale Fläche nach radial außen über eine radial äußere Fläche des Stegs hinweg. Dadurch bildet die sich nach radial außen erstreckende Fläche ein zusätzliches Schmiermittelrückhaltelement, das zusätzlich den Schmiermittelaustritt aus dem Käfig behindert. Alternativ kann aber auch vorteilhaft sein, wenn sich die radiale Fläche nur bis zu einer radial äußeren Fläche des Stegs hinweg erstreckt und nicht über die eigentliche Käfigfläche hinausragt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Käfig insgesamt von einem äußeren Lagerring des Wälzlagers umgeben und aufgenommen wird.According to a further advantageous embodiment, the radial surface extends radially outward over a radially outer surface of the web. As a result, the radially outwardly extending surface forms an additional lubricant retention element, which additionally obstructs the lubricant outlet from the cage. Alternatively, however, it may also be advantageous if the radial surface extends only to a radially outer surface of the web and does not protrude beyond the actual cage surface. This is particularly advantageous when the cage is surrounded and absorbed by an outer bearing ring of the rolling bearing as a whole.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn zumindest das erste Ringelement zudem eine sich im Wesentlichen nach axial außen erstreckende Kante aufweist, die sich zumindest teilweise axial über die radial erstreckende Fläche hinweg erstreckt, wobei vorzugsweise die sich nach axial außen erstreckende Kante gewellt ausgebildet ist. Diese sich axial erstreckende Kante hat den Vorteil, dass Schmiermittel innerhalb des Käfigbereichs gehalten wird und ein Abfluss nach radial außen behindert wird. Die optionale Wellung der Kante ermöglicht wiederum ein in Bewegung bringen des Schmiermittels im statischen Bereich, so dass dieses in den Schmiermittelkreislauf zurückgeführt wird.Furthermore, it is advantageous if at least the first ring element also has a substantially axially outwardly extending edge which extends at least partially axially over the radially extending surface, preferably wherein the axially outwardly extending edge is formed wavy. This axially extending edge has the advantage of keeping lubricant within the cage area and obstructing outflow radially outward. The optional corrugation of the edge, in turn, allows the lubricant to move in the static region so that it is returned to the lubricant circuit.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Wellung der sich axial erstreckenden Kante und die Wellung der radialen Fläche gegenläufig ausgebildet sind, wobei vorzugsweise sich ein Wellenberg der radialen Fläche zu einem Wellental der sich axial erstreckenden Kante und/oder sich ein Wellental der radialen Fläche zu einem Wellenberg der sich axial erstreckenden Kante erstreckt. Dadurch kann auch durch die axial verlaufenden Kante eine möglichst turbulente Bewegung in das Schmiermittel gebracht werden und gleichzeitig über die gegenläufigen Wellentäler und Wellenberge Schmiermittel gezielt über die sich einstellenden Druckverhältnisse an die Wälzkörper rückgeführt werden.It is particularly advantageous if the corrugation of the axially extending edge and the corrugation of the radial surface are formed in opposite directions, preferably a wave crest of the radial surface to a trough of the axially extending edge and / or a trough of the radial surface to a Crest of the axially extending edge. As a result, as turbulent as possible a movement in the lubricant can be brought by the axially extending edge and at the same time be recycled via the opposing wave troughs and wave peaks targeted lubricant on the adjusting pressure conditions to the rolling elements.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Wellung insbesondere an dem Ringelement mit dem größeren Durchmesser angeordnet, wobei das erste Ringelement einen ersten und das zweite Ringelement einen zweiten Radius aufweisen, wobei der erste Radius größer ist als der zweite Radius. Insbesondere bei Kegelrollenlagern, bei denen der Käfig einen kleineren und einen größeren Durchmesser aufweist, besteht ein verstärkter Transport von Schmiermittel zum größeren Käfigdurchmesser, so dass die gewellte Ausbildung insbesondere am größeren Durchmesser angeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Käfigseiten bzw. Ringelemente des Lagerkäfigs mit dem erfindungsgemäßen Wellenprofil auszustatten.According to a further advantageous embodiment, the corrugation is arranged in particular on the ring element with the larger diameter, wherein the first ring element has a first and the second ring element has a second radius, wherein the first radius is greater than the second radius. In particular, in tapered roller bearings, in which the cage has a smaller and a larger diameter, there is an increased transport of lubricant to the larger cage diameter, so that the corrugated formation is arranged in particular at the larger diameter. Of course, it is also possible to equip both cage sides or ring elements of the bearing cage with the wave profile according to the invention.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Lagerkäfig mindestens ein Lagerkäfigsegment auf, das entsprechend mit den oben beschriebenen Wellenprofilen ausgestattet ist. Insbesondere bei großen Käfigen ist es üblich, diese aus mehreren Käfigsegmenten zusammenzusetzen, wobei zumindest eines der Käfigsegmente eine entsprechende Ausgestaltung mit Wellenprofil aufweist.According to a further advantageous embodiment, the bearing cage has at least one bearing cage segment, which is equipped accordingly with the wave profiles described above. Particularly in the case of large cages, it is customary to assemble these from a plurality of cage segments, wherein at least one of the cage segments has a corresponding configuration with a wave profile.
Allgemein können schon allein die veränderlichen Drücke, denen das Schmiermittel über die Wellenprofile ausgesetzt ist, dazu führen, dass Grundöl aus dem Schmiermittel austreten kann, selbst wenn das Schmiermittel selbst nicht an die Wälzkörper zurückgeführt wird. Sogar diese Grundölschmierung der Wälzkörper würde ausreichen, um die Lebensdauer des Lagers zu erhöhen. In general, even the variable pressures to which the lubricant is exposed via the shaft profiles can cause base oil to escape from the lubricant, even if the lubricant itself is not returned to the rolling elements. Even this base oil lubrication of the rolling elements would be sufficient to increase the life of the bearing.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft ein Wälzlager, insbesondere ein Kegelrollenlager mit einem Lagerkäfig, wie oben beschrieben. Da insbesondere bei Kegelrollenlagern ein verstärkter Schmiermitteltransport aus dem Lagerkäfig auftritt, ist hier ein Käfig mit Schmiermittelrückhaltefunktion bzw. sogar Schmiermittelrückführfunktion über das erfindungsgemäße Wellenprofil besonders bevorzugt.Another aspect of the present invention relates to a rolling bearing, in particular a tapered roller bearing with a bearing cage, as described above. Since in particular with tapered roller bearings increased lubricant transport occurs from the bearing cage, here a cage with lubricant retention function or even lubricant return function via the wave profile according to the invention is particularly preferred.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.Further advantages and advantageous embodiments are defined in the claims, the description and the drawings.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert. In the following, the invention will be described in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings. The embodiments are purely exemplary in nature and are not intended to determine the scope of the application. This is defined solely by the appended claims.
Es zeigen:Show it:
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the following, the same or functionally equivalent elements are identified with the same reference numerals.
Weiterhin ist
Um das Schmiermittelmanagement zu verbessern, weist der Lagerkäfig
Dieses in Bewegung bringen des Schmiermittels kann aber auch über eine nicht gegenläufig ausgebildete Wellung erreicht werden. Die winkelige Anstellung verbessert jedoch die Schmiermittelführung. Zudem ist eine axiale Fläche
Weiterhin zeigt
Insgesamt kann mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Lagerkäfig Schmiermittel, das sich in einem statischen Bereich aufhält und deshalb nicht mehr an dem Schmiermittelkreislauf teilnimmt aufgrund der erfindungsgemäßen Wellung an die Wälzkörper und damit in den Schmiermittelkreislauf zurückgeführt werden. Gleichzeitig kann über die erfindungsgemäße Erstreckung nach radial außen zudem ein Schmiermittelabfluss in Richtung des statischen Bereichs begrenzt werden. Über eine gegenläufig ausgebildete Wellung wird zudem eine Turbulenz in das statische Schmiermittel eingebracht, so dass das Schmiermittel insgesamt in Bewegung gebracht werden kann. Vorteilhafterweise kann dabei die radiale Fläche integral mit dem Lagerkäfig ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, die radiale Fläche als separat ausgebildetes auf ein Ringelement aufsteckbares Element auszubilden. Somit können auch bereits bestehende Lagerkäfige mit dem erfindungsgemäßen Wellenprofil ausgestattet werden.Overall, with the inventively designed bearing cage lubricant that resides in a static area and therefore no longer participates in the lubricant circuit due to the corrugation according to the invention to the rolling elements and thus be returned to the lubricant circuit. At the same time, a lubricant outflow in the direction of the static region can be limited beyond the inventive extension radially outward. In addition, a turbulence is introduced into the static lubricant via a corrugation formed in the opposite direction so that the lubricant can be brought into motion as a whole. Advantageously, while the radial surface may be formed integrally with the bearing cage, but it is also possible to form the radial surface as a separately formed element attachable to a ring element. Thus, already existing bearing cages can be equipped with the wave profile according to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kegelrollenlager Tapered roller bearings
- 22
- Außenring outer ring
- 44
- Innenring inner ring
- 66
- Wälzkörper rolling elements
- 88th
- Lagerkäfig bearing cage
- 1010
- Führungsbord management board
- 1212
- statischer Bereich static area
- 1414
- radiale Fläche mit Wellenprofilen radial surface with wave profiles
- 1616
- Wellental trough
- 1818
- Wellenberg Wellenberg
- 2020
- axial erstreckende Kante axially extending edge
- 2222
- Wellenberg Wellenberg
- 2424
- Wellental trough
- 3030
- erstes Ringelement first ring element
- 3232
- zweites Ringelement second ring element
- 3434
- Steg web
- 3636
- Öffnung opening
- 3838
- Abschrägung bevel
- 4040
- radial äußere Fläche des Stegs radially outer surface of the web
- 4242
- Aussparung recess
- 4444
- radial äußere Kante radially outer edge
- 4646
- radial innere Kante radially inner edge
- DD
- Erstreckung nach radial außen Extension radially outward
Claims (11)
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