DE102017123603A1 - Cage for a rolling bearing and ball bearings - Google Patents

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Abstract

Käfig (1) für ein Wälzlager, insbesondere Kugellager (9), mit einer Vielzahl an Wälzkörpertaschen (2), aufweisend eine Vielzahl an Aussparungen (4), die an beiden Stirnseiten (3) des Käfigs (1) ausgebildet sind, wobei jede Aussparung (4) mit einer Wälzkörpertasche (2) über eine an der Umfangsfläche (5, 6) des Käfigs (1) ausgebildeten Ausnehmung (7) verbunden ist.

Figure DE102017123603A1_0000
Cage (1) for a rolling bearing, in particular ball bearing (9), with a plurality of rolling bearing pockets (2), comprising a plurality of recesses (4) formed on both end faces (3) of the cage (1), each recess (4) is connected to a rolling body pocket (2) via a recess (7) formed on the peripheral surface (5, 6) of the cage (1).
Figure DE102017123603A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kugellager mit einem solchen Käfig.The invention relates to a cage for a rolling bearing, in particular ball bearings, according to the preamble of claim 1 and a ball bearing with such a cage.

Die Funktionsfähigkeit sowie die Lebensdauer von Wälzlagern hängen unter anderem stark von der Schmierung des Wälzlagers während des Betriebs ab. Durch zu wenig Schmiermittel zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen der Wälzkörper eines Wälzlagers kann das Wälzlager frühzeitig verschleißen. Bei zu viel Schmiermittel im Wälzlager erhöht sich der Reibungswiderstand, was sich wiederum negativ auf die Lebensdauer des Wälzlagers auswirkt.Among other things, the functionality and service life of rolling bearings depend heavily on the lubrication of the rolling bearing during operation. Due to insufficient lubricant between the rolling elements and the raceways of the rolling elements of a rolling bearing, the rolling bearing can wear out early. Too much lubricant in the rolling bearing increases the frictional resistance, which in turn has a negative effect on the life of the bearing.

Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Varianten zur Verbesserung der Schmiereigenschaften in Wälzlagern bekannt. Beispielsweise ist in der WO 2014/143876 A1 ein Wälzlager offenbart, das mehrere Bohrungen für Öl im Lagerinnenring sowie im Käfig aufweist.Numerous variants for improving the lubricating properties in rolling bearings are already known from the prior art. For example, in the WO 2014/143876 A1 discloses a rolling bearing having a plurality of holes for oil in the bearing inner ring and in the cage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiterentwickelten Käfig eines Wälzlagers aufzuzeigen, der eine ausreichende Schmierung des Wälzlagers gewährleistet.Object of the present invention is to show a further developed cage of a rolling bearing, which ensures adequate lubrication of the bearing.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der im Anspruch 1 angegebene Käfig und in Anspruch 4 ein Kugellager mit einem solchen Käfig vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.To achieve the object of the invention specified in claim 1 cage and in claim 4, a ball bearing proposed with such a cage. Optional advantageous embodiments of the invention arise wholly or partly from the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Käfig für ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, weist eine Vielzahl an Wälzkörpertaschen auf und zeichnet sich durch eine Vielzahl an Aussparungen, die an beiden Stirnseiten des Käfigs ausgebildet sind, aus. Dabei ist jede Aussparung mit einer Wälzkörpertasche über eine an der Umfangsfläche des Käfigs ausgebildeten Ausnehmung verbunden. Die Aussparungen sowie die Ausnehmungen dienen dazu, Schmiermittel von den Aussparungen zu den Wälzkörpertaschen des Käfigs zu führen. Das bedeutet, dass die Aussparungen in Kombination mit den Ausnehmungen eine Schmiermittelrückführung darstellen. Diese Schmiermittelrückführung kann bei Verwendung von Öl als Schmiermittel einen Ölnebel erzeugen. The cage according to the invention for a rolling bearing, in particular ball bearings, has a plurality of rolling bearing pockets and is characterized by a plurality of recesses formed on both end faces of the cage. In this case, each recess is connected to a rolling body pocket via a recess formed on the peripheral surface of the cage. The recesses and the recesses serve to guide lubricant from the recesses to the roller pockets of the cage. This means that the recesses in combination with the recesses represent a lubricant return. This lubricant recirculation can produce oil mist when using oil as a lubricant.

Vorzugsweise ist jede Aussparung in Umfangsrichtung zwischen zwei hintereinander ausgebildeten Wälzkörpertaschen angeordnet. Es ist des Weiteren vorteilhaft, wenn an jeder Stirnseite jeweils eine Aussparung über jeweils eine Ausnehmung mit einer Wälzkörpertasche verbunden ist. Das bedeutet, dass zwei Aussparungen über zwei Ausnehmungen mit einer Wälzkörpertasche verbunden sind.Preferably, each recess is arranged in the circumferential direction between two successively formed rolling elements pockets. It is furthermore advantageous if in each case a recess is connected in each case via a respective recess with a Wälzkörpertasche. This means that two recesses are connected via two recesses with a Wälzkörpertasche.

Die Ausnehmungen sind dabei vorzugsweise auf der radial äußeren Umfangsfläche des Käfigs ausgebildet. Des Weiteren verlaufen die Ausnehmungen vorzugsweise von den Aussparungen der beiden Stirnseiten aus zu einer in Umfangsrichtung dahinter liegenden Wälzkörpertasche. Es ist des Weiteren vorteilhaft, wenn alle Ausnehmungen des Käfigs in die gleiche Umfangsrichtung verlaufen.The recesses are preferably formed on the radially outer circumferential surface of the cage. Furthermore, the recesses preferably extend from the recesses of the two end faces to a rolling body pocket located behind in the circumferential direction. It is furthermore advantageous if all the recesses of the cage extend in the same circumferential direction.

Ferner sind vorzugsweise die in Umfangsrichtung benachbarten Wälzkörpertaschen mittels mindestens einer Vertiefung miteinander verbunden. Das bedeutet, dass sich im Käfig mindestens eine Vertiefung zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Wälzkörpertaschen erstreckt.Further, preferably, the circumferentially adjacent Wälzkörpertaschen are connected to each other by means of at least one recess. This means that extends in the cage at least one recess between each two circumferentially successively arranged rolling elements pockets.

Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Käfig einteilig als Spritzgießteil ausgebildet. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn jede Aussparung des Käfigs halb so klein ausgebildet ist wie eine Wälzkörpertasche. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist jede Aussparung kleiner als ein Drittel, vorzugsweise kleiner als ein Viertel, einer Wälzkörpertasche ausgebildet. Die Aussparungen sind derart klein im Vergleich zum Käfig ausgebildet, dass sie die Käfigstruktur nicht schwächen.Preferably, the cage according to the invention is integrally formed as an injection molded part. Furthermore, it is advantageous if each recess of the cage is half as small as a Wälzkörpertasche. In an advantageous embodiment, each recess is formed smaller than a third, preferably smaller than a quarter of a Wälzkörpertasche. The recesses are so small compared to the cage formed that they do not weaken the cage structure.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Käfig aus glasfaserverstärktem thermoplastischem Material, insbesondere PA6T-GF50, hergestellt.In an advantageous embodiment, the cage is made of glass-fiber-reinforced thermoplastic material, in particular PA6T-GF50.

Das erfindungsgemäße Kugellager weist einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring sowie eine Vielzahl zwischen den Lagerringen angeordnete Wälzkörper auf, die in einem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Käfig geführt sind. Durch die Rotation des Wälzlagers wird eine Zentrifugalkraft erzeugt, die sich auf das Schmiermittel auswirkt. Das Schmiermittel wird durch die Zentrifugalkraft von den Aussparungen durch die Ausnehmungen zu den Wälzkörpertaschen befördert. Durch die Rotation der Wälzkörper wird das Schmiermittel zwischen den Laufbahnen an beiden Lagerringen und den Wälzkörpern verteilt. Des Weiteren werden in den Aussparungen aufgrund der Zentrifugalkraft schwere Teilchen, wie zum Beispiel Verunreinigungen oder Schmutzpartikel, festgehalten, so dass diese Teilchen nicht zu den Wälzkörpern vordringen können.The ball bearing according to the invention has a bearing inner ring, a bearing outer ring and a plurality of rolling elements arranged between the bearing rings, which are guided in a cage according to the invention described above. The rotation of the rolling bearing creates a centrifugal force that affects the lubricant. The lubricant is carried by the centrifugal force from the recesses through the recesses to the rolling-body pockets. Due to the rotation of the rolling elements, the lubricant is distributed between the raceways on both bearing rings and the rolling elements. Further, in the recesses due to the centrifugal force, heavy particles such as impurities or dirt particles are held so that these particles can not penetrate to the rolling elements.

Die Rotationsrichtung des Wälzlagers ist hierbei auf die Richtung der Ausnehmungen angepasst. Das bedeutet, dass das Wälzlager abhängig von der Ausbildung des Käfigs nur in eine Rotationsrichtung den gewünschten Effekt der Schmiermittelrückführung erzielt.The direction of rotation of the rolling bearing is adapted to the direction of the recesses. This means that the rolling bearing achieves the desired effect of lubricant recycling only in one direction of rotation, depending on the design of the cage.

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:

  • 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigs in perspektivischer Ansicht,
  • 2 ein vergrößerter Ausschnitt des erfindungsgemäßen Käfigs aus 1,
  • 3 ein Ausschnitt einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugellagers mit einem Käfig aus 1 in Seitenansicht,
  • 4 das Kugellager aus 4 in perspektivischer Ansicht.
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:
  • 1 an exemplary embodiment of a cage according to the invention in a perspective view,
  • 2 an enlarged section of the cage of the invention 1 .
  • 3 a detail of an exemplary embodiment of a ball bearing according to the invention with a cage 1 in side view,
  • 4 the ball bearing off 4 in perspective view.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In all figures, identical or equivalent parts are provided with the same reference numerals.

In den 1 und 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigs 1 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Der Käfig 1 ist einteilig ausgebildet und weist eine Vielzahl an Wälzkörpertaschen 2 auf. Die Wälzkörpertaschen 2 sind dabei axial mittig zwischen beiden Stirnseiten 3 des Käfigs 1 ausgebildet und gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt. Des Weiteren weisen die Wälzkörpertaschen 2 eine runde Kontur für kugelförmige Wälzkörper auf.In the 1 and 2 is an exemplary embodiment of a cage according to the invention 1 shown in different views. The cage 1 is formed in one piece and has a plurality of Wälzkörpertaschen 2 on. The rolling-body pockets 2 are axially centered between both end faces 3 of the cage 1 trained and evenly distributed in the circumferential direction. Furthermore, the Wälzkörpertaschen 2 a round contour for spherical rolling elements.

An beiden Stirnseiten 3 des Käfigs 1 ist eine Vielzahl an Aussparungen 4 ausgebildet. Die Aussparungen 4 sind in dieser Ausführungsform in Umfangsrichtung mittig jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Wälzkörpertaschen 2 ausgebildet. Die Aussparungen 4 erstrecken sich von der Außenumfangsfläche 5 des Käfigs 1 bis zur Innenumfangsfläche 6 des Käfigs 1 und bilden jeweils eine halbkreisförmige Kontur, die jeweils zur gegenüberliegenden Stirnseite 3 ausgerichtet ist. Die Anordnung sowie die Ausgestaltung der Aussparungen 4 sind an beiden Stirnseiten 3 des Käfigs 1 identisch.At both ends 3 of the cage 1 is a variety of recesses 4 educated. The recesses 4 are in this embodiment in the circumferential direction in the middle in each case between two circumferentially successively arranged rolling body pockets 2 educated. The recesses 4 extend from the outer peripheral surface 5 of the cage 1 to the inner peripheral surface 6 of the cage 1 and each form a semicircular contour, each to the opposite end face 3 is aligned. The arrangement and the configuration of the recesses 4 are on both ends 3 of the cage 1 identical.

Der Käfig 1 weist des Weiteren eine Vielzahl an Ausnehmungen 7 auf. Die Anzahl der Ausnehmungen 7 entspricht der Anzahl der Aussparungen 4. Die Ausnehmungen 7 sind rillenartig ausgebildet und verlaufen jeweils von einer Aussparung 4 zu einer in Umfangsrichtung dahinter liegenden Wälzkörpertasche 2, ausgehend von der Rotationsrichtung des Käfigs 1.The cage 1 further includes a plurality of recesses 7 on. The number of recesses 7 corresponds to the number of recesses 4 , The recesses 7 are groove-like and each extending from a recess 4 to a circumferentially underlying Wälzkörpertasche 2 , starting from the direction of rotation of the cage 1 ,

Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Wälzkörpertaschen 2 erstreckt sich eine Vertiefung 8 auf der Außenumfangsfläche 5 des Käfigs 1. Die Vertiefung 8 ist schmäler, gemessen in axialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Käfigs 1, als der Durchmesser der Wälzkörpertaschen 2. Mittels der Vertiefungen 8 zwischen den Wälzkörpertaschen 2 sind die Wälzkörpertaschen 2 miteinander verbunden, so dass das Schmiermittel gleichmäßig an allen Wälzkörpertaschen 2 verteilt wird.Between each two circumferentially successively arranged Wälzkörpertaschen 2 extends a depression 8th on the outer peripheral surface 5 of the cage 1 , The depression 8th is narrower, measured in the axial direction, starting from the axis of rotation of the cage 1 , as the diameter of the rolling body pockets 2 , By means of the depressions 8th between the rolling body pockets 2 are the rolling-body pockets 2 connected together, so that the lubricant evenly on all Wälzkörpertaschen 2 is distributed.

In dieser Ausführungsform ist die radiale Tiefe der Vertiefungen 8 und der Ausnehmungen 7 gleich groß ausgebildet. Alternativ können diese auch unterschiedlich tief in radialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Käfigs 1, sein.In this embodiment, the radial depth of the recesses 8th and the recesses 7 the same size. Alternatively, these can also be different deep in the radial direction, starting from the axis of rotation of the cage 1 , be.

In den 3 und 4 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugellagers 9 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Das Kugellager 9 weist einen Lagerinnenring 10, einen hier nicht dargestellten Lageraußenring sowie eine Vielzahl zwischen den Lagerringen 10 angeordnete Wälzkörper 11 auf. Die in diesem Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildeten Wälzkörper 11 sind dabei in einem Käfig 1 gemäß 1 gehalten und geführt. Des Weiteren weist das Kugellager 9 zwei Dichtungen 12 auf, wobei jeweils eine Dichtung 12 an einer Stirnseite des Kugellagers 9 angeordnet ist.In the 3 and 4 is an exemplary embodiment of a ball bearing according to the invention 9 shown in different views. The ball bearing 9 has a bearing inner ring 10 , A bearing outer ring, not shown here and a plurality between the bearing rings 10 arranged rolling elements 11 on. The ball-shaped in this embodiment, spherical rolling elements 11 are in a cage 1 according to 1 held and guided. Furthermore, the ball bearing 9 two seals 12 on, each with a seal 12 on one end of the ball bearing 9 is arranged.

Im Betrieb des Kugellagers 9 rotiert einer der beiden Lagerringe 10 sowie der Käfig 1 mit den Wälzkörpern 11. Dadurch wird eine Zentrifugalkraft erzeugt, die das im Kugellager 9 befindliche Schmiermittel radial nach außen an die Innenumfangsfläche des Lageraußenrings befördert. Das Schmiermittel sammelt sich somit in den seitlichen Aussparungen 4 des Käfigs 1. Über die am Außenumfang 5 des Käfigs 1 befindlichen Ausnehmungen 7 wird das Schmiermittel zurück zu den Wälzkörpertaschen 2 befördert. Die Vertiefungen 8 im Käfig 1 gewährleisten eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels bei den Wälzkörpern 11. Durch die Rotation des Kugellagers 9 und der dadurch entstehenden Zentrifugalkraft wird mittels den Aussparungen 4, den Ausnehmungen 7 und Vertiefungen 8 im Käfig 1 eine Schmiermittelrückführung sichergestellt.In operation of the ball bearing 9 one of the two bearing rings rotates 10 as well as the cage 1 with the rolling elements 11 , As a result, a centrifugal force is generated, which in the ball bearing 9 located lubricant transported radially outward to the inner peripheral surface of the bearing outer ring. The lubricant thus accumulates in the lateral recesses 4 of the cage 1 , About the outside circumference 5 of the cage 1 located recesses 7 the lubricant is returned to the rolling-element pockets 2 promoted. The wells 8th in the cage 1 ensure a uniform distribution of the lubricant in the rolling elements 11 , By the rotation of the ball bearing 9 and the resulting centrifugal force is by means of the recesses 4 , the recesses 7 and depressions 8th in the cage 1 ensures a lubricant return.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KäfigCage
22
Wälzkörpertascherolling body
33
Stirnseite des KäfigsFront side of the cage
44
Aussparungrecess
55
Außenumfangsfläche des KäfigsOuter peripheral surface of the cage
66
Innenumfangsfläche des KäfigsInner peripheral surface of the cage
77
Ausnehmungrecess
88th
Vertiefungdeepening
9 9
Kugellagerball-bearing
1010
LagerinnenringBearing inner ring
1111
Wälzkörperrolling elements
1212
Dichtungpoetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2014/143876 A1 [0003]WO 2014/143876 A1 [0003]

Claims (4)

Käfig (1) für ein Wälzlager, insbesondere Kugellager (9), mit einer Vielzahl an Wälzkörpertaschen (2), gekennzeichnet durch eine Vielzahl an Aussparungen (4), die an beiden Stirnseiten (3) des Käfigs (1) ausgebildet sind, wobei jede Aussparung (4) mit einer Wälzkörpertasche (2) über eine an der Umfangsfläche (5, 6) des Käfigs (1) ausgebildeten Ausnehmung (7) verbunden ist.Cage (1) for a roller bearing, in particular ball bearing (9), with a plurality of rolling bearing pockets (2), characterized by a plurality of recesses (4) which are formed on both end sides (3) of the cage (1), each Recess (4) with a rolling body pocket (2) via a on the peripheral surface (5, 6) of the cage (1) formed recess (7) is connected. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aussparung (4) in Umfangsrichtung zwischen zwei hintereinander ausgebildeten Wälzkörpertaschen (2) angeordnet ist.Cage (1) to Claim 1 , characterized in that each recess (4) in the circumferential direction between two successively formed rolling elements pockets (2) is arranged. Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung benachbarten Wälzkörpertaschen (2) mittels mindestens einer Vertiefung (8) miteinander verbunden sind.Cage (1) after one of Claims 1 or 2 , characterized in that the circumferentially adjacent Wälzkörpertaschen (2) by means of at least one recess (8) are interconnected. Kugellager (9) mit einem Lagerinnenring (10), einem Lageraußenring sowie einer Vielzahl zwischen den Lagerringen (10) angeordneter Wälzkörper (11), die in einem Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 geführt sind.Ball bearing (9) with a bearing inner ring (10), a bearing outer ring and a plurality between the bearing rings (10) arranged rolling elements (11) in a cage (1) according to one of Claims 1 to 3 are guided.
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