DE102016220392A1 - Ball Roller Bearings - Google Patents
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- F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
- F16C43/045—Mounting or replacing seals
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kugelrollenlager (10) mit einem konzentrisch zu einer Längsmittelachse (16) angeordneten Innenring (12) und einem diesen koaxial umgebenden Außenring (14), wobei eine Vielzahl von Kugelrollen (24, 26, 28, 30), deren Geometrie jeweils einer beidseitig symmetrisch abgeflachten Kugel mit parallel zueinander verlaufenden Planflächen (32, 34) entspricht, in einer ersten Reihe (20) und einer zweiten Reihe (22) angeordnet sind, bei dem die Kugelrollen (24, 26, 28, 30) in einem ersten und einem zweiten, jeweils kammartigen Teilkäfig (40, 42) umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet geführt sind, und bei dem die Kugelrollen (24, 26, 28, 30) einer jeden Reihe (20, 22) auf einer von zwei zugeordneten hohlkehlartigen Innenringlaufbahnen (50; 54) und Außenringlaufbahnen (52; 56) abrollen.The invention relates to a ball roller bearing (10) with an inner ring (12) arranged concentrically with respect to a longitudinal center axis (16) and an outer ring (14) coaxially surrounding it, wherein a plurality of ball rollers (24, 26, 28, 30) whose geometry respectively a ball flattened on both sides symmetrically with mutually parallel plane surfaces (32, 34), in a first row (20) and a second row (22) are arranged, wherein the ball rollers (24, 26, 28, 30) in a first and a second, respectively comb-like sub-cage (40, 42) circumferentially equally spaced apart, and wherein the ball rollers (24, 26, 28, 30) of each row (20, 22) on one of two associated hollow throat-like inner ring raceways (50 54) and outer raceways (52; 56).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Kugelrollenlager mit einem konzentrisch zu einer Längsmittelachse angeordneten Innenring und einem diesen koaxial umgebenden Außenring, wobei eine Vielzahl von Kugelrollen, deren Geometrie jeweils einer beidseitig symmetrisch abgeflachten Kugel mit parallel zueinander verlaufenden Planflächen entspricht, in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, bei dem die Kugelrollen in einem ersten und einem zweiten, jeweils kammartigen Teilkäfig umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet geführt sind, und bei dem die Kugelrollen einer jeden Reihe auf einer von zwei zugeordneten hohlkehlartigen Innenringlaufbahnen und Außenringlaufbahnen abrollen.The invention relates to a ball roller bearing with a concentrically arranged to a longitudinal central axis inner ring and a coaxially surrounding outer ring, wherein a plurality of ball rollers whose geometry corresponds to a bilaterally symmetrically flattened ball with mutually parallel planar surfaces arranged in a first row and a second row are, in which the ball rollers in a first and a second, respectively comb-like sub-cage circumferentially equally spaced apart, and in which roll the ball rollers of each row on one of two associated cogged inner ring raceways and outer ring raceways.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Aus dem Stand der Technik sind Kugelrollenlager mit beidseitig abgeflachten Kugeln als Wälzkörper in einer großen Variationsbreite bekannt. Derartige Wälzlager ermöglichen unter anderem eine reduzierte axiale Baulänge desselben. Zusätzlich gestatten diese Wälzkörper einen größeren Füllgrad des Wälzlagers im Vergleich zu Ausführungsformen mit kugelförmigen Wälzkörpern. Von Nachteil ist unter anderem, dass die Kugelrollen im Fall von plötzlichen Drehzahländerungen, bei einer Unterschreitung einer Mindestdrehzahl oder beim Anlauf unter anderem zu unerwünschten Taumel- oder Verschränkungsbewegungen quer zu den Laufbahnen tendieren. Um derartige Effekte zu reduzieren, ist in der Regel eine aufwendige Führung der Kugelrollen mit Axialborden in Verbindung mit einem Käfig für die Kugelrollen notwendig.From the prior art ball roller bearings with balls flattened on both sides are known as rolling elements in a wide range of variation. Such bearings allow, inter alia, a reduced axial length of the same. In addition, these rolling elements allow a greater degree of filling of the rolling bearing compared to embodiments with spherical rolling elements. A disadvantage is, inter alia, that the ball rollers in the case of sudden changes in rotational speed, when falling below a minimum speed or during startup, inter alia, to undesirable wobbling or Entschränkungsbewegungen tend to the raceways. In order to reduce such effects, an expensive guidance of the ball rollers with axial ribs in conjunction with a cage for the ball rollers is usually necessary.
Aus der
Von Nachteil ist unter anderem, dass zumindest eine der Laufbahnen eine fertigungstechnisch aufwendiger zu fertigende, abschnittsweise von der Kreisbogenform abweichende Querschnittsgeometrie zur Ausbildung einer integrierten Schulter als ein erstes axiales Anlaufbord aufweist. Ein zweites axiales Anlaufbord ist durch ein in eine Ringnut des Außenrings eingeschnappten starren Sicherungsring realisiert, wodurch ein beidseits seitlich-axiales Ausfedern der Anlaufborde beim Auftreten von Taumelbewegungen der Kugelrollen erschwert wird.Amongst other things, it is disadvantageous that at least one of the raceways has a production-technically complicated cross-sectional geometry deviating in sections from the circular arc shape in order to form an integrated shoulder as a first axial in-flight board. A second axial inrun is realized by a snap-in into an annular groove of the outer ring rigid locking ring, whereby a two-sided laterally-axial rebound of the thrust shelves in the occurrence of wobbling movements of the ball rollers is difficult.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fertigungstechnisch einfacher herzustellendes Kugelrollenlager vorzustellen, in dem die Kugelrollen zur Vermeidung unerwünschter Taumel- beziehungsweise Verschränkungsbewegungen unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig geführt sind.The invention has for its object to present a production technology easier to produce ball roller bearing in which the ball rollers are reliably guided under all operating conditions to avoid unwanted wobbling or Verschränkungsbewegungen.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Kugelrollenlager erreicht, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The solution to this problem is achieved with a ball roller bearing, which has the features of claim 1. Advantageous developments are defined in the dependent claims.
Die Erfindung betrifft demnach ein Kugelrollenlager mit einem konzentrisch zu einer Längsmittelachse angeordneten Innenring und einem diesen koaxial umgebenden Außenring, wobei eine Vielzahl von Kugelrollen, deren Geometrie jeweils einer beidseitig symmetrisch abgeflachten Kugel mit parallel zueinander verlaufenden Planflächen entspricht, in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, bei dem die Kugelrollen in einem ersten und einem zweiten, jeweils kammartigen Teilkäfig umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet geführt sind, und bei dem die Kugelrollen einer jeden Reihe auf einer von zwei zugeordneten hohlkehlartigen Innenringlaufbahnen und Außenringlaufbahnen abrollen.The invention accordingly relates to a ball roller bearing having an inner ring arranged concentrically with respect to a longitudinal center axis and an outer ring coaxially surrounding it, wherein a plurality of ball rollers, the geometry of which corresponds in each case to a symmetrically flattened ball on both sides with plane surfaces extending parallel to one another, in a first row and a second row are arranged, in which the ball rollers in a first and a second, respectively comb-like sub-cage circumferentially equally spaced from each other, and in which roll the ball rollers of each row on one of two associated cogged inner ring raceways and outer ring raceways.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Kugelrollenlager vorgesehen, dass in einer ersten Außenstirnfläche und einer zweiten Außenstirnfläche des Innenrings jeweils eine Ringnut ausgebildet ist, dass in der ersten Ringnut eine erste Anlaufscheibe und in der zweiten Ringnut eine zweite Anlaufscheibe angeordnet ist, und dass zwischen der ersten Anlaufscheibe und der ersten Reihe der Kugelrollen sowie der zweiten Anlaufscheibe und der zweiten Reihe der Kugelrollen jeweils ein scheibenförmiger Einleger angeordnet ist.To achieve the object, it is provided in this ball roller bearing, that in each case an annular groove is formed in a first outer end surface and a second outer end surface of the inner ring, that in the first annular groove a first thrust washer and in the second annular groove, a second thrust washer is arranged, and that between the first thrust washer and the first row of ball rollers and the second thrust washer and the second row of ball rollers each a disc-shaped insert is arranged.
Infolgedessen ist eine bordfreie und fertigungstechnisch vorteilhafte, lediglich hohlkehlartige beziehungsweise kreisbogenförmige Ausgestaltung der Querschnittsgeometrie der Innenringlaufbahnen und der Außenringlaufbahnen erforderlich. Die Kugelrollen erlauben zudem eine Verringerung der axialen Baulänge des zweireihigen Kugelrollenlagers. Die scheibenförmigen Einleger verhindern in Verbindung mit den Anlaufscheiben unerwünschte Taumelbewegungen der Kugelrollen. Eine bordfreie Querschnittskontur der Laufbahnen folgt im Wesentlichen jeweils den gekrümmten Abschnitten der Querschnittsgeometrie der Kugelrollen und erlaubt somit eine fertigungstechnisch günstige Herstellung. Der erste Teilkäfig und der zweite Teilkäfig können beispielsweise jeweils als wälzkörpergeführter massiver Metallkäfig, als ein wälzkörpergeführter Blech-käfig, als wälzkörpergeführter massiver Kunststoff-Schnappkäfig oder als ein innenringgeführter massiver Kunststoff-Schnappkäfig ausgebildet sein, wobei diese beiden Teilkäfige zusammen ein Käfigsystem des Kugelrollenlagers bilden. Außerdem lässt sich das Kugelrollenlager aufgrund seines hohen Symmetriegrades mit einer Vielzahl von Gleichteilen besonders kostengünstig realisieren. As a result, a bordfreie and manufacturing technology advantageous, only hollow tongue-like or circular arc-shaped configuration of the cross-sectional geometry of the inner ring raceways and the outer ring raceways is required. The ball rollers also allow a reduction in the axial length of the double-row ball roller bearing. The disk-shaped inserts prevent in conjunction with the thrust washers unwanted wobbling of the ball rollers. A board-free cross-sectional contour of the raceways essentially follows in each case the curved sections of the cross-sectional geometry of the ball rollers and thus allows a manufacturing technology favorable production. The first part cage and the second part cage can each be designed, for example, as a rolling body-guided solid metal cage, as a rolling body-guided sheet metal cage, as a rolling body-guided solid plastic snap cage or as an inner ring-guided solid plastic snap cage, wherein these two sub-cages together form a cage system of the ball roller bearing. In addition, the ball roller bearing can be realized particularly cost-effective due to its high degree of symmetry with a variety of common parts.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Kugelrollenlagers ist vorgesehen, dass die Anlaufscheiben jeweils eine kreisringförmige, zu den Kugelrollen zeigende Anlauffläche aufweisen, welche nach radial außen in eine Konusfläche übergehen, dass die erste Konusfläche der ersten Anlaufscheibe und die zweite Konusfläche der zweiten Anlaufscheibe zueinander entgegengesetzt geneigt sind, und dass an den Anlaufflächen der jeweils zugeordnete scheibenförmige Einleger anliegt.According to an advantageous embodiment of this ball roller bearing is provided that the thrust washers each have an annular, pointing to the ball rollers thrust surface, which pass radially outward into a conical surface, that the first conical surface of the first thrust washer and the second conical surface of the second thrust washer are mutually oppositely inclined , And that abuts on the contact surfaces of each associated disc-shaped insert.
Gemäß einer dazu alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die beiden Anlaufscheiben jeweils eine kreisringförmige, zu den Kugelrollen zeigende Anlauffläche aufweisen, an denen der jeweils zugeordnete scheibenförmige Einleger anliegt, und dass diese Anlaufflächen radial außen jeweils in einen axialen Rückversatz in Richtung nach axial außen übergehen.According to an alternative embodiment, it can be provided that the two thrust washers each have an annular, pointing to the ball rollers thrust surface on which rests the respective associated disc-shaped insert, and that these run-on surfaces radially outward in each case in an axial offset back in the direction of axially outwardly ,
Die beiden zuletzt genannten Konstruktionsvarianten ermöglichen es den scheibenförmigen Einlegern durch axial nach außen erfolgendes Ausfedern den Planflächen der Kugelrollen auszuweichen, wenn zum Beispiel deren Rotationsachsen, insbesondere im Fall von abrupten Drehzahl- und/oder Drehrichtungsänderungen des Kugelrollenlagers, einer Unterschreitung einer minimalen Drehzahldifferenz zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring, oder beim Neuanlauf in Bezug zu der Längsmittelachse des Kugelrollenlagers geringfügig verkippen. Durch anschließendes Zurückfedern der scheibenförmigen Einleger wird ein solches Verkippen der Kugelrollen schnell und vor allem reibungsarm sowie klemmfrei beendet. Ferner werden durch ein kurzzeitiges axiales Aus- und Zurückfedern der Einleger unerwünschte Taumelbewegungen beziehungsweise Verschränkungsbewegungen der Wälzkörper um ihre jeweilige Hochachse beziehungsweise quer zu den Innenring- und Außenringbahnen effektiv beendet, so dass die Kugelrollen in ihre Normalposition quer zu den Innen- und Außenringbahnen zurückkehren.The two last-mentioned design variants make it possible to avoid the disc-shaped inserts by axially outward rebounding the plane surfaces of the ball rollers, for example, their axes of rotation, especially in the case of abrupt changes in rotational speed and / or rotational direction of the ball roller bearing, falls below a minimum speed difference between the bearing inner ring and the bearing outer ring, or slightly tilt when restarting with respect to the longitudinal center axis of the ball roller bearing. By subsequent spring-back of the disc-shaped insert such a tilting of the ball rollers is completed quickly and especially low-friction and jamming. Furthermore, unwanted tumbling movements or Verschränkungsbewegungen the rolling elements are effectively terminated by their respective vertical axis or transversely to the inner ring and outer ring paths by a short-term axial spring back and forth of the depositors, so that the ball rollers return to their normal position transverse to the inner and outer raceways.
Gemäß einer technisch günstigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste scheibenförmige Einleger an einer ersten zylindrischen Innenringführungsfläche des Innenrings zwischen der ersten Ringnut und der ersten Innenringlaufbahn angeordnet ist, und dass der zweite scheibenförmige Einleger an einer zweiten zylindrischen Innenringführungsfläche des Innenrings zwischen der zweiten Ringnut und der zweiten Innenringlaufbahn angeordnet ist. Durch die bevorzugt einstückigen, kreis-scheibenförmigen Einleger ist eine verlässliche radiale Lagesicherung der Einleger am Innenring des Kugelrollenlagers gegeben.According to a technically advantageous development, it is provided that the first disc-shaped insert is arranged on a first cylindrical inner ring guide surface of the inner ring between the first annular groove and the first inner ring raceway, and that the second disc-shaped insert on a second cylindrical inner ring guide surface of the inner ring between the second annular groove and the second inner ring raceway is arranged. By preferably one-piece, circular disk-shaped inserts a reliable radial position securing the insert is given on the inner ring of the ball roller bearing.
Bei einer anderen günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die scheibenförmigen Einleger mit einem federnd-elastischen Material gefertigt sind. Hierdurch ist eine besonders effektive und zugleich reibungsarme sowie verschleißarme axiale Führung der Kugelrollen gegeben. Darüber hinaus ermöglichen die federnd-elastischen Einleger ohne die Notwendigkeit baulicher Änderungen einen Ausgleich von etwaigen Lagertoleranzen. Durch eine reibungsmindernde Beschichtung der bevorzugt massiven metallischen Einleger können darüber hinaus Reibungsverluste im Kugelrollenlager weiter reduziert werden. Alternativ dazu können die scheibenförmigen Einleger aus einem reibungsarmen Kunststoffmaterial mit einer hinreichend hohen mechanischen Belastbarkeit, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon®) oder dergleichen ausgebildet sein, so dass eine reibungsmindernde Beschichtung eines metallischen Grundkörpers entbehrlich ist.In another favorable embodiment, it is provided that the disc-shaped inserts are made with a resilient-elastic material. As a result, a particularly effective and low-friction and low-wear axial guidance of the ball rollers is given. In addition, the spring-elastic insert without the need for structural changes allow compensation of any bearing tolerances. In addition, friction losses in the ball roller bearing can be further reduced by a friction-reducing coating of the preferably solid metal inserts. Alternatively, the disc-shaped inserts can be made of a low-friction plastic material with a sufficiently high mechanical strength, such as polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon ® ) or the like, so that a friction-reducing coating of a metallic base body is dispensable.
Figurenlistelist of figures
Zum besseren Verständnis der Erfindung sind der Beschreibung mehrere Zeichnungen mit mehreren Ausführungsbeispielen beigefügt. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes, zweireihiges Kugelrollenlager gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 eine perspektivische Ansicht des ersten Teilkäfigs des Kugelrollenlagers gemäß1 , -
3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines ersten Teilkäfigs für das Kugelrollenlager gemäß1 , -
4 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Teilkäfigs für das Kugelrollenlager gemäß1 , und -
5 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes, zweireihiges Kugelrollenlager sehr ähnlich dem der1 , jedoch mit anderen Anlaufscheiben.
-
1 a longitudinal section through an inventive, double-row ball roller bearing according to a first embodiment, -
2 a perspective view of the first part of the cage roller bearing according to1 . -
3 a perspective view of a second embodiment of a first part of the cage roller bearing according to1 . -
4 a perspective view of a third embodiment of a sub-cage for the ball roller bearing according to1 , and -
5 a longitudinal section through an inventive, double-row ball roller bearing very similar to that of1 , but with other thrust washers.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Das zweireihige Kugelrollenlager
In einer ersten Reihe
Die Kugelrollen
Die Kugelrollen
Die genannten Innen- und Außenringlaufbahnen
In eine erste Außenstirnfläche
Die mechanische Befestigung der Anlaufscheiben
Die beiden Innenringführungsflächen
Die Einleger
Die erste Anlaufscheibe
In der
Ferner sind axial beidseitig in dem Außenring
Der zweite Teilkäfig des Käfigsystems des Kugelrollenlagers von
Der erste Teilkä
Der Grundkörper
Der massive Grundkörper
Der erste Teilkä
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Kugelrollenlager (erste Ausführungsform)Ball roller bearing (first embodiment)
- 10'10 '
- Kugelrollenlager (zweite Ausführungsform)Ball roller bearing (second embodiment)
- 1212
- Innenringinner ring
- 1414
- Außenringouter ring
- 1616
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 1818
- Mittelebene des KugelrollenlagerCenter plane of the ball roller bearing
- 2020
- Erste Reihe der KugelrollenFirst row of ball rolls
- 2222
- Zweite Reihe der KugelrollenSecond row of ball rolls
- 2424
- Kugelrolleball roller
- 2626
- Kugelrolleball roller
- 2828
- Kugelrolleball roller
- 3030
- Kugelrolleball roller
- 3232
- Erste PlanflächeFirst plane
- 3434
- Zweite PlanflächeSecond plane
- 3636
- Drehachse einer KugelrolleRotary axis of a ball roller
- 3838
- Mittelebene einer KugelrolleCenter plane of a ball roller
- 4040
- Erster TeilkäfigFirst part cage
- 4242
- Zweiter TeilkäfigSecond part cage
- 4444
- Grundkörper des ersten TeilkäfigsBasic body of the first part cage
- 4646
- Grundkörper des zweiten TeilkäfigsBasic body of the second sub-cage
- 4848
- Käfigsystemcage system
- 5050
- Erste InnenringlaufbahnFirst inner ring raceway
- 5252
- Erste AußenringlaufbahnFirst outer ring raceway
- 5454
- Zweite InnenringlaufbahnSecond inner ring raceway
- 5656
- Zweite AußenringlaufbahnSecond outer ring raceway
- 5858
- InnenringbohrungInner ring bore
- 6060
- Erste Außenstirnfläche des InnenringsFirst outer end face of the inner ring
- 6262
- Zweite Außenstirnfläche des InnenringsSecond outer end face of the inner ring
- 6464
- Erste Ringnut im InnenringFirst ring groove in the inner ring
- 6666
- Zweite Ringnut im InnenringSecond annular groove in the inner ring
- 6868
- Erste Anlaufscheibe (zweite Ausführungsform)First thrust washer (second embodiment)
- 68'68 '
- Erste Anlaufscheibe (zweite Ausführungsform)First thrust washer (second embodiment)
- 7070
- Zweite Anlaufscheibe (erste Ausführungsform)Second thrust washer (first embodiment)
- 70'70 '
- Zweite Anlaufscheibe (zweite Ausführungsform)Second thrust washer (second embodiment)
- 7272
- Erster EinlegerFirst depositor
- 7474
- Zweiter EinlegerSecond depositor
- 7676
- Erste InnenringführungsflächeFirst inner ring guide surface
- 7878
- Zweite InnenringführungsflächeSecond inner ring guide surface
- 8080
- Erste AnlaufflächeFirst contact surface
- 8282
- Erste KonusflächeFirst cone surface
- 8484
- Zweite AnlaufflächeSecond contact surface
- 8686
- Zweite KonusflächeSecond cone surface
- 8888
- Radiale Bauhöhe AnlaufscheibenRadial height of thrust washers
- 9090
- Pfeilarrow
- 9292
- Hochachse der KugelrolleVertical axis of the ball roller
- 9494
- Erste HaltenutFirst hold
- 9696
- Zweite HaltenutSecond hold
- 9898
- Erste HohlkehleFirst fillet
- 100100
- Zweite HohlkehleSecond fillet
- 102102
- Erstes DichtelementFirst sealing element
- 104104
- Zweites DichtelementSecond sealing element
- 106106
- Innenrauminner space
- 110110
- Käfigstegcage web
- 112112
- Taschebag
- 114114
- Rückseiteback
- 120120
- Erster TeilkäfigFirst part cage
- 122122
- Grundkörperbody
- 124124
- Käfigstegcage web
- 126126
- Taschebag
- 128128
- Ringflanschannular flange
- 130130
- ÜbergangsabschnittTransition section
- 140140
- Erster TeilkäfigFirst part cage
- 142 142
- Grundkörperbody
- 144144
- Käfigstegcage web
- 146146
- Taschebag
- 148148
- Rückseite GrundkörperBack of main body
- 150150
- Rückversatz an der ersten AnlaufscheibeReturn offset on the first thrust washer
- 152152
- Rückversatz an der zweiten AnlaufscheibeReturn offset on the second thrust washer
- 154154
- Radiale Innenmantelfläche des AußenringsRadial inner lateral surface of the outer ring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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