DE102015214851A1 - Cage for ball bearings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) mit einem Lagerinnenring (2), einem Lageraußenring (3), einem Lagerkäfig (4) und einer Vielzahl an Wälzkörpern (5), die in Taschen (6) des Lagerkäfigs (4) geführt sind, wobei jede in Umfangsrichtung benachbarte Tasche (6) die axial gegenüberliegende Seite des betreffenden Wälzkörpers (5) abstützt, so dass durch zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Taschen (6) der Lagerkäfig (4) axial geführt ist, wobei die Taschen (6) aus jeweils zwei Taschenhälften (8, 9) bestehen und die Taschen (6) in Umfangsrichtung abwechselnd verschiedenartig ausgeführt sind. Erfindungsgemäß weist die erste Taschenhälfte (8) eine Kontur einer zur axialen Mittellinie (11) des Lagerkäfigs (4) schräg verlaufenden Gerade (10) auf.The invention relates to a rolling bearing (1) with a bearing inner ring (2), a bearing outer ring (3), a bearing cage (4) and a plurality of rolling elements (5) which are guided in pockets (6) of the bearing cage (4) each circumferentially adjacent pocket (6) supports the axially opposite side of the respective rolling body (5), so that by two circumferentially successively arranged pockets (6) of the bearing cage (4) is guided axially, wherein the pockets (6) from two in each case Pocket halves (8, 9) are made and the pockets (6) are performed alternately in the circumferential direction different. According to the invention, the first pocket half (8) has a contour of a straight line (10) running obliquely to the axial center line (11) of the bearing cage (4).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Lagerinnenring, einem Lageraußenring, einem Lagerkäfig und einer Vielzahl an Wälzkörpern, die in Taschen des Lagerkäfigs geführt sind, wobei jede in Umfangsrichtung benachbarte Tasche die axial gegenüberliegende Seite des betreffenden Wälzkörpers abstützt, so dass durch zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Taschen der Lagerkäfig axial geführt ist, wobei die Taschen aus jeweils zwei Taschenhälften bestehen und die Taschen in Umfangsrichtung abwechselnd verschiedenartig ausgeführt sind.The invention relates to a rolling bearing with a bearing inner ring, a bearing outer ring, a bearing cage and a plurality of rolling elements, which are guided in pockets of the bearing cage, wherein each circumferentially adjacent pocket supports the axially opposite side of the respective rolling element, so that by two in the circumferential direction one behind the other arranged pockets of the bearing cage is axially guided, wherein the pockets each consist of two pocket halves and the pockets are carried out in the circumferential direction alternately different.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Herkömmliche Lagerkäfige weisen aufgrund der Form der Käfigtaschen in allen Richtungen das gleiche Taschenspiel auf. Durch den Vor- und Nachlauf der Wälzkörper kann dies je nach Belastungszustand einen negativen Einfluss auf das Lauf-, Verschleiß- und Reibungsverhalten des Lagerkäfigs haben. Aus diesem Grund wurden die Lagerkäfige, vor allem deren Taschen, weiterentwickelt.Conventional bearing cages have the same pocket play in all directions due to the shape of the cage pockets. Depending on the load condition, this can have a negative influence on the running, wear and friction behavior of the bearing cage due to the leading and trailing of the rolling elements. For this reason, the bearing cages, especially their pockets, have been further developed.
In der
In der
Des Weiteren ist gemäß
In der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein weiterentwickeltes und verbessertes Wälzlager mit Lagerkäfig zu offenbaren, bei dem das Lauf-, Verschleiß- und Reibungsverhalten im Vergleich zum Stand der Technik noch weiter verbessert wird.Object of the present invention is therefore to disclose a further developed and improved rolling bearing with bearing cage, in which the running, wear and friction behavior is further improved compared to the prior art.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird das im Anspruch 1 angegebene Wälzlager vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.To solve the object of the invention specified in
Das erfindungsgemäße Wälzlager umfasst einen Lagerkäfig, in dem die Wälzkörper geführt sind. Der Lagerkäfig weist hierzu eine Vielzahl an Taschen auf, wobei jede Tasche aus zwei Taschenhälften besteht. Die Taschen des Lagerkäfigs sind in Umfangsrichtung hintereinander im gleichen Abstand zueinander angeordnet. Des Weiteren sind die benachbarten Taschen unterschiedlich ausgeführt. Das bedeutet, dass zwischen zwei gleichartig ausgeführten Taschen eine andersartig ausgeführte Tasche angeordnet ist. Verschiedene Taschen sind somit alternierend in Umfangsrichtung angeordnet. Beispielsweise kann das Alternieren der Taschen dadurch erreicht werden, dass die Taschen in Umfangsrichtung abwechselnd an der axialen Mittellinie des Lagerkäfigs gespiegelt sind. Das heißt, jede benachbarte Tasche ist um 180° gedreht.The rolling bearing according to the invention comprises a bearing cage, in which the rolling elements are guided. The bearing cage has for this purpose a plurality of pockets, each pocket consists of two pocket halves. The pockets of the bearing cage are arranged in the circumferential direction one behind the other at the same distance from each other. Furthermore, the adjacent pockets are designed differently. This means that a differently designed pocket is arranged between two identically designed pockets. Different pockets are thus arranged alternately in the circumferential direction. For example, the alternating of the pockets can be achieved by alternately mirroring the pockets in the circumferential direction at the axial center line of the bearing cage. That is, each adjacent pocket is rotated 180 degrees.
Das erfindungsgemäße Wälzlager zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Taschenhälfte eine Kontur einer zur axialen Mittellinie des Lagerkäfigs schräg verlaufenden Gerade aufweist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die schräg verlaufende Gerade und die axiale Mittellinie des Lagerkäfigs einen Winkel im Bereich von 0° bis 40°, beispielsweise 10° bis 30°, insbesondere 20°, einschließen.The rolling bearing according to the invention is characterized in that the first pocket half has a contour of a line extending obliquely to the axial center line of the bearing cage. It is expedient if the oblique straight line and the axial center line of the bearing cage an angle in the range of 0 ° to 40 °, for example 10 ° to 30 °, in particular 20 ° include.
Bei der Ausführung der zweiten Taschenhälfte sind mehrere Varianten vorteilhaft, wobei sich die folgenden Varianten auf einen Schnitt mittig durch die Tasche in axialer Richtung des Lagerkäfigs beziehen. Das heißt, dass der Schnitt in einer Ebene liegt, in der ebenfalls die Rotationsachse des Lagerkäfigs verläuft. Gemäß einer ersten Variante beschreibt die Kontur der zweiten Taschenhälfte eine zur ersten Taschenhälfte parallele Gerade. Das bedeutet, dass die zweite Taschenhälfte ebenfalls eine Kontur einer zur axialen Mittellinie des Lagerkäfigs schräg verlaufende Gerade aufweist. Die Tasche stellt somit eine schräge Bohrung, die beispielsweise um 20° zur axialen Mittellinie geneigt ist, dar.In the embodiment of the second pocket half, several variants are advantageous, wherein the following variants relate to a section centrally through the pocket in the axial direction of the bearing cage. This means that the cut lies in a plane in which the axis of rotation of the bearing cage also runs. According to a first variant, the contour of the second pocket half describes a straight line parallel to the first pocket half. The means that the second half of the bag also has a contour of a line extending obliquely to the axial center line of the bearing cage. The bag thus provides an oblique bore, which is inclined for example by 20 ° to the axial center line, is.
Bei einer weiteren Variante weist die zweite Taschenhälfte ebenfalls eine schräg verlaufende Gerade auf, wobei diese mit der axialen Mittellinie einen Winkel von vorzugsweise 20° aufweist und nicht parallel zur Kontur der ersten Taschenhälfte verläuft. Somit entsteht aus beiden Taschenhälften eine Kegelstumpfform.In a further variant, the second pocket half likewise has an obliquely extending straight line, wherein this has an angle of preferably 20 ° with the axial center line and does not run parallel to the contour of the first pocket half. Thus arises from two pocket halves a truncated cone shape.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante weist die zweite Taschenhälfte eine Kalottenform auf. Unter Kalotte wird ein gekrümmter Teil der Oberfläche eines Kugelsegments verstanden. Das bedeutet, dass die zweite Taschenhälfte eine Kugelformkontur aufweist, die größer oder gleich groß ist im Vergleich zum Durchmesser des Wälzkörpers.In a further preferred variant, the second pocket half has a dome shape. The term calotte is understood to mean a curved part of the surface of a spherical segment. This means that the second pocket half has a spherical shape that is greater than or equal to the diameter of the rolling element.
Des Weiteren weist vorzugsweise eine schräg verlaufende Gerade in einem Endbereich eine kalottenförmige Endkontur auf. Dabei können die erste und/oder die zweite Taschenhälfte derart ausgebildet sein. Unter Endbereich wird ein geringer Teil der schräg verlaufenden Gerade verstanden. Das bedeutet, dass die schräg verlaufende Gerade auch immer noch als solche bezeichnet wird und nur an dessen Auslauf, hier auch als Endbereich bezeichnet, modifiziert ist. Somit geht die schräg verlaufende Gerade in eine kalottenförmige Endkontur über.Furthermore, an obliquely extending straight line preferably has a dome-shaped final contour in one end region. In this case, the first and / or the second pocket half can be designed in this way. End region is understood to be a small part of the oblique straight line. This means that the oblique straight line is still referred to as such and only at the outlet, here also referred to as the end region modified. Thus, the oblique straight line goes over into a dome-shaped final contour.
Dies kann auch umgekehrt bei der kalottenförmigen Taschenhälfte der Fall sein. Das heißt, dass die Kalottenform der zweiten Taschenhälfte in einem Endbereich eine schräg verlaufende Geradenendkontur aufweist. Hier gilt analog zur vorherigen Ausführungsform, dass die Kalottenform auch weiterhin als solche bezeichnet wird, da nur der Endbereich, das heißt ein sehr geringer Teil der Taschenhälftenkontur, modifiziert ist. Die Kalottenform geht somit in eine schräg verlaufende Geradenendkontur über.This can also be the case with the dome-shaped pocket half. This means that the calotte shape of the second pocket half has an oblique straight line end contour in one end region. Here, analogous to the previous embodiment, the dome shape continues to be referred to as such, since only the end region, that is to say a very small part of the pocket half contour, is modified. The dome shape thus merges into an obliquely extending straight line contour.
Zweckmäßig ist es ebenfalls, wenn die in Umfangsrichtung hintereinanderliegenden Taschen zueinander axial versetzt sind. Das bedeutet, dass ein axialer Versatz vorhanden ist, wobei der axiale Versatz zwischen zwei in Umfangsrichtung hintereinanderliegenden Taschen bis maximal 10% des Wälzkörperdurchmessers beträgt. Der axiale Versatz bezieht sich dabei nur auf Radiallager. Bei Axiallager hingegen sind vorzugsweise die Taschen in Umfangsrichtung radial versetzt. Zwei hintereinanderliegende Taschen übernehmen somit die axiale und radiale Führung der Wälzkörper aufgrund der Form der Taschenhälften sowie aufgrund des Versatzes.It is also expedient if the pockets lying one behind the other in the circumferential direction are axially offset from one another. This means that there is an axial offset, with the axial offset between two circumferentially successive pockets amounting to a maximum of 10% of the rolling element diameter. The axial offset refers only to radial bearings. In axial bearings, however, preferably the pockets are radially offset in the circumferential direction. Two consecutive pockets thus assume the axial and radial guidance of the rolling elements due to the shape of the pocket halves and due to the offset.
Das Spiel zwischen Taschenkontur und Wälzkörper wird als Taschenluft bezeichnet. Die Taschenluft in Umfangsrichtung sollte vorzugsweise größer oder zumindest gleich groß als beziehungsweise wie die Taschenluft in axialer Richtung sein.The game between pocket contour and rolling elements is referred to as pocket air. The pocket air in the circumferential direction should preferably be greater than or equal to or greater than the pocket air in the axial direction.
Die wechselweisen, schrägen Taschen bieten sich des Weiteren als Fettdepot an und erlauben die Sicherstellung einer sehr guten Schmierstoffversorgung.The alternate, sloping pockets are also available as a grease deposit and allow you to ensure a very good supply of lubricant.
Das Wälzlager ist vorzugsweise als Radial-Rillenkugellager oder als Axialkugellager ausgebildet. Dabei kann das Wälzlager ein oder mehrreihig ausgebildet sein. Es ist auch möglich Schrägkugellager mit dem erfindungsgemäßen Wälzlager zu ersetzen. Die Wälzkörper bestehen dabei vorzugsweise aus Metall oder aus Keramik. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Lagerkäfig aus Metall oder aus Kunststoff besteht.The rolling bearing is preferably designed as a radial deep groove ball bearing or as an axial ball bearing. In this case, the rolling bearing can be formed one or more rows. It is also possible to replace angular contact ball bearings with the rolling bearing according to the invention. The rolling elements are preferably made of metal or ceramic. Furthermore, it is advantageous if the bearing cage made of metal or plastic.
Durch die speziellen Ausführungsformen des Lagerkäfigs wird das Lauf-, Verschleiß- und Reibungsverhalten des Lagerkäfigs insbesondere in Umfangsrichtung verbessert. Außerdem wird die Zug-/Druckspannung auf den Lagerkäfig verringert und die Eignung für hohe Drehzahlen verbessert.Due to the special embodiments of the bearing cage, the running, wear and friction behavior of the bearing cage is improved, in particular in the circumferential direction. In addition, the tensile / compressive stress on the bearing cage is reduced and the suitability for high speeds improved.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:Further details, features, combinations of features and effects on the basis of the invention will become apparent from the following description of preferred, exemplary embodiments of the invention and from the drawings. These show in:
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
In der
In der
Die Taschen
Des Weiteren liegen die axialen Mittellinien
Jede zweite Tasche
In der
In den
Die zweite Taschenhälfte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wälzlager roller bearing
- 22
- Lagerinnenring Bearing inner ring
- 33
- Lageraußenring Bearing outer ring
- 44
- Lagerkäfig bearing cage
- 55
- Wälzkörper rolling elements
- 66
- Tasche bag
- 77
- Taschenluft pocket air
- 7‘7 '
- Taschenluft in Umfangsrichtung Pocket air in the circumferential direction
- 7‘‘7 ''
- Taschenluft in axialer Richtung Pocket air in the axial direction
- 88th
- erste Taschenhälfte first pocket half
- 99
- zweite Taschenhälfte second half of the bag
- 1010
- schräg verlaufende Gerade der ersten Taschenhälfte oblique straight line of the first half of the bag
- 1111
- axiale Mittellinie des Lagerkäfigs axial center line of the bearing cage
- 1212
- Kalottenform dome shape
- 1313
- axiale Mittellinie einer Tasche axial centerline of a bag
- 1414
- axialer Versatz axial offset
- 1515
- schräg verlaufende Gerade der zweiten Taschenhälfte oblique straight line of the second half of the bag
- 1616
- Endbereich end
- 1717
- kalottenförmige Endkontur dome-shaped final contour
- 1818
- Geradenendkontur Geradenendkontur
- αα
- Winkel zwischen axialer Mittellinie des Lagerkäfigs und einer schräg ver Angle between the axial center line of the bearing cage and an oblique ver
- laufendencurrent
- Geraden einer Taschenhälfte Straight line of a pocket half
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2019930 B1 [0003] EP 2019930 B1 [0003]
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- DE 7520254 U [0005] DE 7520254 U [0005]
- US 4473260 [0006] US 4473260 [0006]
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