DE102015215432A1

DE102015215432A1 - roller bearing

Info

Publication number: DE102015215432A1
Application number: DE102015215432.7A
Authority: DE
Inventors: Jos Holsnijders; Volker Wendt
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) mit einem Lagerinnenring (2) und einem Lageraußenring (3), wobei zwischen den Lagerringen (2, 3) Wälzkörper (4) angeordnet sind, wobei die Wälzkörper (4) in einem Wälzlagerkäfig (5) geführt werden, wobei der Wälzlagerkäfig (5) eine ringförmige Struktur aufweist, in die eine Anzahl Aufnahmebereiche (6) für die Wälzkörper (4) eingearbeitet ist und wobei der Wälzlagerkäfig (5) mindestens einen axial endseitig angeordneten Seitenring aufweist, von dem aus sich eine Anzahl Stege (7) erstrecken, um die Aufnahmebereiche (6) zu bilden. Um den Betrieb des Wälzlagers bei Fettschmierung zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass zumindest eine Anzahl der Stege (7) an ihrer radial nach innen gerichteten Seite mindestens einen Fortsatz (8) aufweisen.The invention relates to a rolling bearing (1) with a bearing inner ring (2) and a bearing outer ring (3), wherein between the bearing rings (2, 3) rolling elements (4) are arranged, wherein the rolling elements (4) in a rolling bearing cage (5) out be, wherein the rolling bearing cage (5) has an annular structure in which a number of receiving areas (6) for the rolling elements (4) is incorporated and wherein the roller bearing cage (5) has at least one axially end side disposed side ring, from which a number Webs (7) extend to form the receiving areas (6). In order to improve the operation of the rolling bearing with grease lubrication, the invention provides that at least a number of the webs (7) have at least one extension (8) on their radially inwardly directed side.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring, wobei zwischen den Lagerringen Wälzkörper angeordnet sind, wobei die Wälzkörper in einem Wälzlagerkäfig geführt werden, wobei der Wälzlagerkäfig eine ringförmige Struktur aufweist, in die eine Anzahl Aufnahmebereiche für die Wälzkörper eingearbeitet ist und wobei der Wälzlagerkäfig mindestens einen axial endseitig angeordneten Seitenring aufweist, von dem aus sich eine Anzahl Stege erstrecken, um die Aufnahmebereiche zu bilden. The invention relates to a rolling bearing with a bearing inner ring and a bearing outer ring, wherein between the bearing rings rolling elements are arranged, wherein the rolling elements are guided in a rolling bearing cage, wherein the rolling bearing cage has an annular structure, in which a number of receiving areas for the rolling elements is incorporated and wherein the Rolling bearing cage has at least one axially end side disposed side ring from which a number of webs extend to form the receiving areas.

Gattungsgemäße Wälzlager sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Häufig wird die Fettschmierung eingesetzt, um das Lager mit Schmierstoff zu versorgen. Bei Dauerlauftests fettgeschmierter Wälzlager sind abhängig vom verwendeten Fett in unregelmäßigen Abständen starke Temperaturschwankungen und eine Reibungserhöhung im Lager zu messen. Generic rolling bearings are well known in the art. Often grease lubrication is used to supply the bearing with lubricant. In endurance tests of grease-lubricated rolling bearings, depending on the grease used, irregular temperature fluctuations and an increase in friction in the bearing must be measured at irregular intervals.

Es hat sich herausgestellt, dass dieser Effekt auf das Lösen von Fettportionen im Wälzkörperbereich zurückzuführen ist, die sich in Klumpen meist auf der Innenseite des Käfigstegs lösen und vor die Wälzkörper (Rollen) fallen. Dabei werden die Wälzkörper stark abgebremst, bis besagte Fettmenge vollständig überrollt und verdrängt worden ist. Dieser Vorgang erzeugt einen großen Schlupf, der gerade am Außenring zu Schmierfilmdurchbrüchen, Mischreibung und Temperaturspitzen führt. Im übrigen erzeugt der so abgebremste Käfig auch Stöße auf die übrigen Rollen, wodurch sich der Lauf des Wälzlagers verschlechtert. Es tritt eine erhöhte Reibung im Lager auf. It has been found that this effect is due to the release of fat portions in the Wälzkörperbereich, which usually solve in lumps on the inside of the cage web and fall in front of the rolling elements (rollers). The rolling elements are braked strongly until said amount of fat has been completely overrun and displaced. This process produces a large slip, which leads to lubricating film breakthroughs, mixed friction and temperature peaks just at the outer ring. Moreover, the so braked cage also generates shocks on the other roles, which deteriorates the running of the bearing. There is an increased friction in the camp.

Die einzige bislang bekannte Maßnahme, um den beschriebenen nachteiligen Effekt zu vermeiden, ist die Verwendung von dünnflüssigem Fett. In diesem Falle ergibt sich allerdings nachteilig, dass die Fettrückhaltung im Lager durch die Dichtungen problematischer ist. The only hitherto known measure to avoid the disadvantageous effect described is the use of low-viscosity grease. In this case, however, it is disadvantageous that the fat retention in the bearing is more problematic due to the seals.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Wälzlager so auszugestalten, dass es möglich ist, auch bei der Schmierung mit relativ hochviskosem Schmierfett den genannten Effekt zu vermeiden und so einen verbesserten reibungsarmen Lauf des Wälzlagers sicherzustellen. The present invention is therefore based on the object, a generic rolling bearing in such a way that it is possible to avoid the said effect even when lubricating with relatively high-viscosity grease and thus to ensure an improved low-friction running of the bearing.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Anzahl der Stege an ihrer radial nach innen gerichteten Seite mindestens einen Fortsatz aufweisen. The solution to this problem by the invention is characterized in that at least a number of the webs on their radially inwardly facing side have at least one extension.

Bevorzugt weisen dabei alle Stege an ihrer radial nach innen gerichteten Seite mindestens einen Fortsatz auf. Weiterhin weisen bevorzugt alle Stege an ihrer radial nach innen gerichteten Seite einen einzigen Fortsatz auf. In this case, all webs preferably have at least one extension on their radially inwardly directed side. Furthermore, preferably, all webs on their radially inwardly directed side on a single extension.

Der Wälzlagerkäfig hat bevorzugt zwei axial endseitig angeordnete Seitenringe, die über die Anzahl Stege miteinander verbunden sind, wobei die Aufnahmebereiche als Aufnahmetaschen ausgebildet sind (klassischer Fensterkäfig). The roller bearing cage preferably has two side rings arranged axially at the end, which are connected to one another via the number of webs, the receiving areas being designed as receiving pockets (classic window cage).

Die Fortsätze weisen bevorzugt in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse des Wälzlagers eine Rechteckform auf. Die Breite des Fortsatzes in Umfangsrichtung beträgt in diesem Falle vorzugsweise höchstens 25 %, besonders bevorzugt höchstens 15 %, der Länge des Fortsatzes in radiale Richtung. The extensions preferably have a rectangular shape in a section perpendicular to the axis of rotation of the roller bearing. The width of the extension in the circumferential direction in this case is preferably at most 25%, particularly preferably at most 15%, of the length of the extension in the radial direction.

Der Fortsatz erreicht vorzugsweise radial bis an die Laufbahn des Lagerinnenrings heran, wobei dann das radial innenliegende Ende des Fortsatzes zur Laufbahn des Lagerinnenrings einen Spalt bildet. Hinsichtlich des Spalts ist bevorzugt vorgesehen, dass die radiale Größe des Spalts zwischen 1 % und 10 % des größten Durchmessers der Wälzkörper beträgt. The extension preferably reaches radially up to the raceway of the bearing inner ring, in which case the radially inner end of the extension forms a gap to the raceway of the bearing inner ring. With regard to the gap, it is preferably provided that the radial size of the gap is between 1% and 10% of the largest diameter of the rolling bodies.

Der Wälzlagerkäfig samt Fortsätzen ist vorzugsweise einstückig ausgebildet; der Wälzlagerkäfig besteht bevorzugt aus Kunststoff. The rolling bearing cage with extensions is preferably formed in one piece; the roller bearing cage is preferably made of plastic.

Das Wälzlager ist bevorzugt ein Kegelrollenlager oder ein Zylinderrollenlager. The rolling bearing is preferably a tapered roller bearing or a cylindrical roller bearing.

Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung lässt sich insbesondere für ein Kegelrollenlager ein Käfig mit Fettrückhalteflächen bereitstellen, das einen verbesserten Lauf aufweist. With the proposed embodiment, it is possible, in particular for a tapered roller bearing, to provide a cage with fat retention surfaces which has an improved running.

Das erfindungsgemäße Konzept stellt also darauf ab, das Sich-Lösen von Fettportionen zu verhindern, wozu dünne Fortsätze an den Käfigstegen angeordnet sind, die sich radial nach innen unter den Käfigstegen erstrecken. Fett, das sich radial unterhalb des Käfigstegs befindet, kann nicht mehr als ganzer Klumpen vor die Rolle fallen, sondern rutscht gleichmäßig am Fortsatz ab und wird dann im Spalt zwischen dem Fortsatz und der Innenringlaufbahn vor die Rolle auf die Laufbahn aufgetragen. The concept according to the invention therefore aims to prevent the self-loosening of fat portions, for which purpose thin extensions are arranged on the cage webs, which extend radially inward under the cage webs. Grease, which is located radially below the cage web, can no longer fall as a whole lump in front of the roll, but slips evenly on the extension and is then applied in the gap between the extension and the inner ring raceway before the role on the track.

Der gleichmäßige Abtrag der Fettmenge von den Fettrückhalteflächen (Fortsätzen) verhindert die Gleitvorgänge in den fettgeschmierten Lagern und somit die Gleitvorgänge mit Mischreibungsanteilen zwischen abgebremsten Rollen und Laufbahnen. Die thermische Belastung der Schmierstoffmenge im Lager und damit auch die Verkürzung der Fettgebrauchsdauer werden vermindert. The even removal of grease from the grease retaining surfaces (extensions) prevents sliding in the grease-lubricated bearings and thus prevents sliding with mixed friction between braked rollers and raceways. The thermal load on the lubricant in the bearing and thus the shortening of the grease service life are reduced.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch ein Kegelrollenlager, bei dem ein erfindungsgemäßer Käfig eingesetzt ist. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The single FIGURE shows an axial section through a tapered roller bearing, in which a cage according to the invention is used.

In der Figur ist ein Ausschnitt aus einem Wälzlager 1 zu sehen, der einen Lagerinnenring 2 und einen Lageraußenring 3 aufweist, zwischen denen sich Wälzkörper 4 befinden. Die Wälzkörper 4 werden in an sich bekannter Weise von einem Wälzlagerkäfig 5 geführt. Der Wälzlagerkäfig 5 ist – was nicht näher zu erkennen ist – als Fensterkäfig ausgebildet. Demgemäß hat er in seinen beiden axialen Endbereichen jeweils einen Seitenring, zwischen denen sich Stege 7 erstrecken. Demgemäß bildet der Käfig 5 eine Anzahl Aufnahmebereiche 6 (Aufnahmetaschen) für jeweils einen Wälzkörper 4. In the figure is a section of a rolling bearing 1 to see the one bearing inner ring 2 and a bearing outer ring 3 between which are rolling elements 4 are located. The rolling elements 4 be in a conventional manner of a rolling bearing cage 5 guided. The rolling bearing cage 5 is - which can not be seen in more detail - designed as a window cage. Accordingly, it has in each of its two axial end regions a side ring, between which webs 7 extend. Accordingly, the cage forms 5 a number of recording areas 6 (Receiving pockets) for each one rolling element 4 ,

Das Wälzlager 1 hat eine Drehachse a, zu der eine radiale Richtung r definiert werden kann. Weiterhin ist die Umfangsrichtung U angegeben. The rolling bearing 1 has a rotation axis a, to which a radial direction r can be defined. Furthermore, the circumferential direction U is specified.

Das Besondere an der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass die Stege 7 an ihrer radial nach innen gerichteten Seite jeweils einen Fortsatz 8 aufweisen. The special feature of the proposed solution is that the webs 7 on each of its radially inward side an extension 8th exhibit.

Der Fortsatz 8 ist als dünne Wand ausgebildet, die eine Länge L in radiale Richtung r aufweist. Die Erstreckung in Richtung der Drehachse a des Wälzlagers hat dabei bevorzugt einen Wert, der zwischen 90 % und 100 % der Länge der Wälzkörper 4 in Richtung der Drehachse a entspricht. Weiterhin hat der Fortsatz 8 eine Breite B, die relativ gering ist und bevorzugt höchstens 25 % der Länge L des Fortsatzes 8 entspricht. The extension 8th is formed as a thin wall having a length L in the radial direction r. The extent in the direction of the axis of rotation a of the rolling bearing preferably has a value of between 90% and 100% of the length of the rolling elements 4 in the direction of the axis of rotation a corresponds. Furthermore, the extension has 8th a width B which is relatively low and preferably at most 25% of the length L of the extension 8th equivalent.

Hinsichtlich der Länge L ist zu sagen, dass diese bevorzugt so gewählt ist, dass das radial innenliegende Ende des Fortsatzes 8 nahe bis an die Laufbahn des Lagerinnenrings 2 heranreicht und hier einen Spalt 9 bildet. Der Spalt 9 weist dabei eine Erstreckung in radiale Richtung r auf, die zwischen 1 % und 10 % des größten Durchmessers D der Wälzkörper 4 beträgt. With regard to the length L is to say that this is preferably chosen so that the radially inner end of the extension 8th close to the track of the bearing inner ring 2 comes up and here a gap 9 forms. The gap 9 has an extent in the radial direction r, which is between 1% and 10% of the largest diameter D of the rolling elements 4 is.

Hierdurch wird sichergestellt, dass von den Stegen 4 abfallende Ölportionen nicht direkt von einem Wälzkörper 4 überrollt werden können, sondern durch das radial innenliegende Ende des Fortsatzes 8 allmählich auf die Laufbahn des Lagerinnenrings 2 verteilt werden. So können die oben erwähnten nachteiligen Effekte eliminiert werden. This will ensure that from the webs 4 sloping oil portions not directly from a rolling element 4 can be rolled over, but by the radially inner end of the extension 8th gradually on the track of the bearing inner ring 2 be distributed. Thus, the above-mentioned adverse effects can be eliminated.

Der Wälzlagerkäfig 5 besteht bevorzugt aus Kunststoff, wobei die Fortsätze 9 beim Spritzgießen des Wälzlagerkäfigs 5 direkt mit angespritzt werden. Demgemäß sind die Stege 7 samt Fortsätzen 8 einstückig miteinander ausgebildet. The rolling bearing cage 5 is preferably made of plastic, wherein the extensions 9 during injection molding of the rolling bearing cage 5 be sprayed directly with. Accordingly, the webs 7 including extensions 8th formed integrally with each other.

Das Ausführungsbeispiel stellt auf ein Kegelrollenlager ab. Das beschriebene Prinzip kann allerdings durchaus auch bei anderen Lagertypen angewendet werden, wobei insbesondere Zylinderrollenlager relevant sind. The embodiment is based on a tapered roller bearing. However, the described principle can certainly also be applied to other types of bearings, in particular cylindrical roller bearings are relevant.

Ferner ist das erfindungsgemäße Konzept hier anhand eines Fensterkäfigs beschrieben; genauso können generell allerdings auch andere Käfigtypen erfindungsgemäß ausgestaltet werden. Hier ist beispielsweise an einen Kammkäfig gedacht. Furthermore, the inventive concept is described here with reference to a window cage; however, in general, other cage types may also be configured according to the invention. Here, for example, thought of a comb cage.

Durch die Herstellung eines Kunststoffkäfigs per Spritzgießen kann das erfindungsgemäße Konzept relativ kostengünstig bei Bereitstellung eines entsprechenden Spritzgießwerkzeugs umgesetzt werden. By producing a plastic cage by injection molding, the inventive concept can be implemented relatively inexpensively in providing a corresponding injection mold.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Wälzlager roller bearing
2 2: Lagerinnenring Bearing inner ring
3 3: Lageraußenring Bearing outer ring
4 4: Wälzkörper rolling elements
5 5: Wälzlagerkäfig Rolling bearing cage
6 6: Aufnahmebereich (Aufnahmetasche) Receiving area (receiving bag)
7 7: Steg web
8 8th: Fortsatz extension
9 9: Spalt gap
a a: Drehachse des Wälzlagers Rotary axis of the rolling bearing
r r: radiale Richtung radial direction
U U: Umfangsrichtung circumferentially
B B: Breite des Fortsatzes Width of the extension
L L: Länge des Fortsatzes Length of the extension
D D: Durchmessers der Wälzkörper Diameter of the rolling elements

Claims

Roller bearing ( 1 ) with a bearing inner ring ( 2 ) and a bearing outer ring ( 3 ), whereby between the bearing rings ( 2 . 3 ) Rolling elements ( 4 ) are arranged, wherein the rolling elements ( 4 ) in a rolling bearing cage ( 5 ), wherein the rolling bearing cage ( 5 ) has an annular structure into which a number of receiving areas ( 6 ) for the rolling elements ( 4 ) and wherein the rolling bearing cage ( 5 ) has at least one side end ring arranged axially end, from which a number of webs ( 7 ) to cover the receiving areas ( 6 ), characterized in that at least a number of the webs ( 7 ) on its radially inwardly directed side at least one extension ( 8th ) exhibit.

Rolling bearing according to claim 1, characterized in that all webs ( 7 ) on its radially inwardly directed side at least one extension ( 8th ) exhibit.

Rolling bearing according to claim 1 or 2, characterized in that all webs ( 7 ) on its radially inward side a single extension ( 8th ) exhibit.

Rolling bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rolling bearing cage ( 5 ) has two axially end side side rings arranged over the number of webs ( 7 ), the receiving areas ( 6 ) are formed as receiving pockets.

Rolling bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the extensions ( 8th ) in a section perpendicular to the axis of rotation (a) of the rolling bearing ( 1 ) have a rectangular shape.

Rolling bearing according to claim 5, characterized in that the width (B) of the extension ( 8th ) in the circumferential direction (U) at most 25%, preferably at most 15%, of the length (L) of the extension (U) 8th ) in the radial direction (r).

Rolling bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the extension ( 8th ) radially up to the raceway of the bearing inner ring ( 2 ) and the radially inner end of the extension ( 8th ) to the raceway of the bearing inner ring ( 2 ) a gap ( 9 ).

Rolling bearing according to claim 7, characterized in that the radial size of the gap ( 9 ) between 1% and 10% of the largest diameter (D) of the rolling elements ( 4 ) is.

Rolling bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rolling bearing cage ( 5 ) with extensions ( 8th ) is integrally formed, wherein the rolling bearing cage ( 5 ) is preferably made of plastic.

Rolling bearing according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is a tapered roller bearing or a cylindrical roller bearing.