DE102017115881A1 - Rolling bearing cage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1), der einen Käfigring (2) umfasst, von welchem Haltearme (3, 4) ausgehen, die Wälzkörpertaschen (5) bilden, wobei die Haltearme (3, 4) in Umfangsrichtung zwischen den Wälzkörpertaschen (5) durch in Axialrichtung an den Käfigring (2) anschließende Zwischenabschnitte (6) miteinander verbunden sind, welche in Radialrichtung im Vergleich zum Käfigring (2) sowie zu den Haltearmen (3, 4) geschwächt sind.
Erfindungsgemäß entspricht die in Radialrichtung des Käfigrings (2) gemessene Dicke (D6) eines jeden Zwischenabschnitts (6) mindestens 10% und höchstens 20 % des Durchmessers (D5) der Wälzkörpertasche (5).
The invention relates to a roller bearing cage (1) comprising a cage ring (2) from which extend retaining arms (3, 4), the rolling body pockets (5), wherein the retaining arms (3, 4) in the circumferential direction between the rolling body pockets (5). are interconnected by axially adjacent to the cage ring (2) intermediate portions (6) which are weakened in the radial direction compared to the cage ring (2) and to the support arms (3, 4).
According to the invention measured in the radial direction of the cage ring (2) thickness (D 6 ) of each intermediate portion (6) at least 10% and at most 20% of the diameter (D 5 ) of the rolling body pocket (5).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, nämlich Kugellagerkäfig, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roller bearing cage, namely ball bearing cage, according to the preamble of claim 1.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein derartiger Kugellagerkäfig ist beispielsweise aus der
Weitere, ebenfalls als Schnappkäfige gestaltete Wälzlagerkäfige für Kugellager sind zum Beispiel aus den Dokumenten
Wälzlagerkäfige, insbesondere Schnappkäfige, aus Kunststoff sind rationell im Spritzgussverfahren herstellbar. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf das Dokument
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterentwickelten, auch für hohe Drehzahlkennwerte geeigneten Wälzlagerkäfig anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art, especially under manufacturing aspects further developed, suitable for high speed characteristics rolling bearing cage.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzlagerkäfig mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiter wird die Aufgabe gelöst durch ein Wälzlager, nämlich Kugellager, gemäß Anspruch 10.This object is achieved by a rolling bearing cage with the features of claim 1. Next, the object is achieved by a rolling bearing, namely ball bearing, according to
Der Wälzlagerkäfig weist in an sich bekannter Grundkonzeption einen Käfigring auf, von welchem auch als Halteklauen bezeichnete Haltearme ausgehen, welche Wälzkörpertaschen bilden. Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Wälzkörpertaschen sind die verschiedenen Wälzkörpertaschen zugeordneten Haltearme durch in Axialrichtung an den Käfigring anschließende Zwischenabschnitte miteinander verbunden. Die Zwischenabschnitte sind in Radialrichtung im Vergleich zum Käfigring sowie zu den Haltearmen geschwächt, das heißt vergleichsweise dünn.The rolling bearing cage has, in a known per se basic concept, a cage ring, from which also termed retaining claws extend holding arms, which form rolling body pockets. Between each two circumferentially adjacent Wälzkörpertaschen the various Wälzkörpertaschen associated retaining arms are connected by axially adjacent to the cage ring intermediate sections. The intermediate portions are weakened in the radial direction in comparison to the cage ring and the holding arms, that is relatively thin.
Erfindungsgemäß entspricht die in Radialrichtung des Käfigrings gemessene Dicke eines jeden Zwischenabschnitts mindestens 10% und höchstens 20% des Durchmessers der Wälzkörpertasche, wobei der Durchmesser der Wälzkörpertasche näherungsweise mit dem Durchmesser der innerhalb eines komplett montierten Wälzlagers in der Wälzkörpertasche geführten Kugel übereinstimmt. In bevorzugten Bauformen des Wälzlagerkäfigs beträgt die in Radialrichtung des Käfigrings gemessene Dicke des Zwischenabschnitts mindestens 1 mm und maximal 5 mm.According to the invention, the thickness of each intermediate portion measured in the radial direction of the cage ring corresponds to at least 10% and at most 20% of the diameter of the rolling body pocket, the diameter of the rolling body pocket being approximately equal to the diameter of the ball guided in the rolling body pocket within a completely assembled rolling bearing. In preferred embodiments of the rolling bearing cage, the thickness of the intermediate section measured in the radial direction of the cage ring is at least 1 mm and at most 5 mm.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist der Käfigring stirnseitig, jeweils einem Haltearm gegenüberliegend, Aussparungen auf. Bei diesen Aussparungen handelt es sich um sacklochartige, nicht notwendigerweise symmetrische Vertiefungen. Außerhalb dieser Aussparungen bildet die Stirnfläche des Käfigrings vorzugsweise eine in einer einzigen Ebene liegende Ringfläche. Durch die stirnseitigen Ausnehmungen im Käfigring ist die Masse sowie das Trägheitsmoment des Wälzlagerkäfigs signifikant reduziert, ohne nennenswerte Beeinträchtigungen hinsichtlich der mechanischen Stabilität in Kauf nehmen zu müssen. Hinsichtlich der geometrischen Präzision des Wälzlagerkäfigs sind die Aussparungen im Käfigring im Vergleich zu herkömmlichen Lagerkäfigen insofern von Vorteil, als durch die Aussparungen Materialanhäufungen vermieden werden, welche bei Fertigung des Käfigs im Spritzgussverfahren zu einem ungleichmäßigen Schrumpfungsverhalten aufgrund ungleicher Abkühlungsgeschwindigkeiten führen könnten. Zusammen mit den Zwischenabschnitten begünstigen die Aussparungen ein günstiges Verhältnis zwischen Masse und mechanischer Belastbarkeit des Wälzlagerkäfigs.According to a possible embodiment, the cage ring on the front side, in each case a holding arm opposite, recesses. These recesses are blind-hole-like, not necessarily symmetrical recesses. Outside these recesses, the end face of the cage ring preferably forms an annular surface lying in a single plane. By the front-side recesses in the cage ring, the mass and the moment of inertia of the rolling bearing cage is significantly reduced, without having to accept appreciable impairments in terms of mechanical stability in purchasing. With regard to the geometrical precision of the rolling bearing cage, the recesses in the cage ring are advantageous in comparison to conventional bearing cages in that material accumulations are avoided by the recesses, which could lead to an uneven shrinkage behavior due to unequal cooling rates when manufacturing the cage by injection molding. Together with the intermediate sections, the recesses favor a favorable relationship between mass and mechanical load capacity of the roller bearing cage.
Einem Paar an Haltearmen, welche zusammen eine Wälzkörpertasche bilden, ist ein Paar an Aussparungen zugeordnet, welches - analog zu den Haltearmen - spiegelsymmetrisch gestaltet ist. Die in Axialrichtung des Käfigrings gemessene Tiefe einer jeden Aussparung nimmt hierbei vorzugsweise von der Mitte der Wälzkörpertasche zum Rand der Wälzkörpertasche hin, das heißt in Richtung zum der Wälzlagertasche benachbarten Zwischenabschnitt, zu. Vorzugsweise sind die Aussparungen derart konturiert, dass die der Stirnfläche des Käfigrings zugewandte Wandung der Wälzkörpertasche eine zumindest näherungsweise einheitliche Wandstärke aufweist. A pair of retaining arms, which together form a Wälzkörpertasche, a pair is associated with recesses, which - is designed mirror-symmetrically - analogous to the support arms. The depth of each recess measured in the axial direction of the cage ring hereby preferably increases from the center of the rolling body pocket towards the edge of the rolling body pocket, that is to say in the direction of the intermediate section adjacent to the rolling bearing pocket. The recesses are preferably contoured in such a way that the wall of the roller body pocket facing the end face of the cage ring has an at least approximately uniform wall thickness.
Die minimale Wandstärke des Käfigrings ist in der Mitte einer jeden Wälzkörpertasche gegeben und in Axialrichtung des Wälzlagerkäfigs zu messen. Diese minimale Wandstärke wir auch als Bodenstärke bezeichnet. Die im Gegensatz zur Bodenstärke in Radialrichtung des Wälzlagerkäfigs zu messende Dicke des Zwischenabschnitts weicht von der Bodenstärke vorzugsweise um nicht mehr als 15% ab. Ausgehend von der Mitte einer Wälzkörpertasche, das heißt mit in Umfangsrichtung des Käfigrings zunehmendem Abstand von derjenigen Stelle, an welcher die Bodenstärke vorliegt, kann die Wandstärke des Wälzlagerkäfigs in Richtung zu den Haltearmen zunehmen.The minimum wall thickness of the cage ring is given in the middle of each rolling element pocket and measured in the axial direction of the rolling bearing cage. This minimum wall thickness is also known as floor thickness. The thickness of the intermediate section, which is to be measured in contrast to the ground thickness in the radial direction of the roller bearing cage, preferably deviates from the ground thickness by not more than 15%. Starting from the center of a Wälzkörpertasche, that is with increasing in the circumferential direction of the cage ring distance from the point at which the ground strength, the wall thickness of the rolling bearing cage can increase towards the holding arms.
In bevorzugten Bauformen des Wälzlagerkäfigs wird jeder Zwischenabschnitt sowohl in Radialrichtung nach außen als auch in Radialrichtung nach innen vom Käfigring überragt, wobei der Zwischenabschnitt vorzugsweise mittig zwischen dem Außenumfang und dem Innenumfang des Käfigrings angeordnet ist.In preferred embodiments of the roller bearing cage, each intermediate section is projected beyond the cage ring both in the radial outward direction and in the radial direction inward, wherein the intermediate section is preferably arranged centrally between the outer circumference and the inner circumference of the cage ring.
Die in Radialrichtung des Wälzlagerkäfigs gemessene Stärke des Käfigrings entspricht vorzugsweise der in derselben Richtung gemessenen Stärke der Haltearme. Jeder Haltearm tangiert somit auf seiner gesamten Länge einen gedachten, zum Wälzlagerkäfig konzentrischen Zylinder, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser des Wälzlagerkäfigs entspricht. In analoger Weise tangiert jeder Haltearm auf der Außenseite des Wälzlagerkäfigs einen gedachten, um den Wälzlagerkäfig gelegten Zylinder, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser des Wälzlagerkäfigs entspricht. Die Stärke des Käfigrings entspricht vorzugsweise mindestens der doppelten Dicke der Zwischenabschnitte.The thickness of the cage ring measured in the radial direction of the roller bearing cage preferably corresponds to the thickness of the retaining arms measured in the same direction. Each holding arm is thus tangent over its entire length to an imaginary cylinder concentric to the roller bearing cage, the diameter of which corresponds to the inner diameter of the roller bearing cage. In an analogous manner, each holding arm on the outside of the roller bearing cage tangents an imaginary cylinder placed around the roller bearing cage, whose diameter corresponds to the outside diameter of the roller bearing cage. The thickness of the cage ring preferably corresponds to at least twice the thickness of the intermediate sections.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung laufen die einzelnen Zwischenabschnitte des Wälzlagerkäfigs in Axialrichtung, auf ihrer vom Käfigring abgewandten Seite, in Form eines Zapfens aus. Dieser Zapfen, welcher auch als Auswerferzapfen bezeichnet wird, ist bei der spritzgusstechnischen Herstellung des Wälzlagerkäfigs von Vorteil. Vorzugsweise sind die Zapfen gegenüber einer an die offene Seite der Wälzkörpertaschen angelegten Ebene in Richtung zum Käfigring zurückversetzt. Mit anderen Worten: die Haltearme ragen in Axialrichtung des Wälzlagerkäfigs über die Zapfen hinaus.According to a possible development, the individual intermediate sections of the roller bearing cage extend in the axial direction, on their side facing away from the cage ring, in the form of a pin. This pin, which is also referred to as Auswerferzapfen is advantageous in the injection molding production of the rolling bearing cage. Preferably, the pins are set back relative to a plane applied to the open side of the rolling body pockets in the direction of the cage ring. In other words, the holding arms protrude beyond the pins in the axial direction of the roller bearing cage.
Der als Schnappkäfig gestaltete Wälzlagerkäfig ist vorzugsweise für die Verwendung in einem Rillenkugellager vorgesehen. Der Wälzkörperdurchmesser entspricht mindestens der 10-fachen Dicke und höchstens der 20-fachen Dicke eines Zwischenabschnitts des Käfigrings. Bei den Zwischenabschnitten des Wälzlagerkäfigs handelt es sich somit um im Vergleich zur Dimensionierung der Wälzkörper des Wälzlagers dünnwandige Strukturen, welche jedoch wesentlich zur Stabilität des gesamten Wälzlagerkäfigs beitragen.The designed as a snap cage roller bearing cage is preferably intended for use in a deep groove ball bearing. The rolling element diameter corresponds to at least 10 times the thickness and at most 20 times the thickness of an intermediate section of the cage ring. In the intermediate portions of the rolling bearing cage is thus compared to the dimensioning of the rolling elements of the rolling bearing thin-walled structures, which, however, contribute significantly to the stability of the entire rolling bearing cage.
Figurenlistelist of figures
Der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig wird nachfolgend in zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine räumliche Ansicht der Vorderseite einer ersten Ausführungsform eines als Schnappkäfig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs für ein Kugellager, -
2 einen Querschnitt durch einen Zwischenabschnitt des als Schnappkäfig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs gemäß1 , -
3 eine räumliche Ansicht der Rückseite des als Schnappkäfig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs gemäß1 , -
4 einen Querschnitt durch eine Tasche des als Schnappkäfig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs gemäß1 , -
5 einen Querschnitt durch eine Tasche des Wälzlagerkäfigs gemäß1 mit einem in dieser geführten Wälzkörper, -
6 eine räumliche Ansicht der Vorderseite einer zweiten Ausführungsform eines als Schnappkäfig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs für ein Kugellager, -
7 einen Querschnitt durch einen Zwischenabschnitt des als Schnappkäfig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs gemäß6 .
-
1 3 is a perspective view of the front side of a first embodiment of a roller bearing cage designed as a snap cage for a ball bearing; -
2 a cross section through an intermediate portion of the formed as a snap cage roller bearing cage according to1 . -
3 a spatial view of the back of the trained as a snap cage roller bearing cage according to1 . -
4 a cross section through a pocket of the formed as snap cage rolling bearing cage according to1 . -
5 a cross section through a pocket of the rolling bearing cage according to1 with a guided in this rolling elements, -
6 3 is a perspective view of the front of a second embodiment of a roller bearing cage designed as a snap cage for a ball bearing; -
7 a cross section through an intermediate portion of the formed as a snap cage roller bearing cage according to6 ,
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile, Strukturen oder Dimensionierungen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise indicated, the following explanations refer to both embodiments. Corresponding or basically equivalent parts, structures or dimensions are identified in all figures with the same reference numerals.
Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen
An den Käfigring
Die in Radialrichtung des Wälzlagerkäfigs
Die Schwächung der Zwischenabschnitte
Die den Haltearmen
An derjenigen Stelle des Käfigrings
In beiden Ausführungsbeispielen befinden sich Vertiefungen
Die innenseitige Vertiefungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WälzlagerkäfigRolling bearing cage
- 22
- Käfigringcage ring
- 33
- Haltearmholding arm
- 44
- Haltearmholding arm
- 55
- Wälzkörpertascherolling body
- 6 6
- Zwischenabschnittintermediate section
- 77
- Innenseitige VertiefungInner recess
- 88th
- Außenseitige VertiefungOutside recess
- 99
- Aussparungrecess
- 1010
- Aussparungrecess
- 1111
- Bodenground
- 1212
- Zapfenspigot
- 1313
- Kugel, Wälzkörper Ball, rolling elements
- D5 D 5
- Durchmesser der WälzkörpertascheDiameter of the rolling element pocket
- D6 D 6
- Dicke des ZwischenabschnittsThickness of the intermediate section
- D11 D 11
- Bodenstärkefloor thickness
- D13 D 13
- KugeldurchmesserBall diameter
- MEME
- Mittelebenemidplane
- S2 S 2
- Stärke des KäfigringsStrength of the cage cage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102009032961 A1 [0004]DE 102009032961 A1 [0004]
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Applications Claiming Priority (2)
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