DE102019112095A1 - Rolling bearing cage - Google Patents
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Abstract
Ein Wälzlagerkäfig (6), insbesondere für eine Pleuellagerung oder eine Planetenradlagerung, umfasst zwei Käfigringe (7), welche unter Bildung von Wälzkörpertaschen durch Stege (8) miteinander verbunden sind.Erfindungsgemäß weist mindestens einer der Käfigringe (7) eine umlaufende, zur Mittelachse (R) des Wälzlagerkäfigs sowie teilweise auch zur Stirnseite (St) des Käfigrings (7) hin offene Nut (9) auf.A rolling bearing cage (6), in particular for a connecting rod bearing or a planetary gear bearing, comprises two cage rings (7) which are connected to one another by webs (8) to form rolling element pockets. According to the invention, at least one of the cage rings (7) has a circumferential, to the central axis ( R) of the rolling bearing cage as well as partly also to the end face (St) of the cage ring (7) open groove (9).
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, welcher insbesondere für hochbeanspruchte Nadel- und Rollenlager unter Mangelschmierung, wie beispielsweise Pleuel- und Planetenradlager, geeignet ist.The invention relates to a roller bearing cage according to the preamble of claim 1, which is particularly suitable for highly stressed needle and roller bearings with insufficient lubrication, such as connecting rod and planetary gear bearings.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein gattungsgemäßer Wälzlagerkäfig ist beispielsweise aus der
Ein weiterer Wälzlagerkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der
In den Dokumenten
Die
Eine Kurbelwellenanordnung mit druckgeschmierten Haupt- und Pleuellagern ist zum Beispiel in der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wälzlagerkäfig, welcher insbesondere für eine Pleuellagerung eines Verbrennungsmotors oder zur Lagerung eines Planetenrads in einem Planetengetriebe geeignet ist, gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln, wobei ein kompakter, fertigungsfreundlicher Aufbau gegeben sein soll.The invention is based on the object of developing a rolling bearing cage, which is particularly suitable for a connecting rod bearing of an internal combustion engine or for mounting a planet gear in a planetary gear, compared to the prior art mentioned, whereby a compact, production-friendly structure should be provided.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzlagerkäfig mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Wälzlagerkäfig umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption zwei Käfigringe, welche unter Bildung von Wälzkörpertaschen durch Stege miteinander verbunden sind.This object is achieved according to the invention by a roller bearing cage with the features of claim 1. The roller bearing cage comprises two cage rings in a basic concept known per se, which are connected to one another by webs to form roller body pockets.
Erfindungsgemäß weist mindestens einer der Käfigringe eine umlaufende, zur Mittelachse des Wälzlagerkäfigs sowie teilweise auch zur Stirnseite des Käfigrings hin offene Nut auf.According to the invention, at least one of the cage rings has a circumferential groove that is open towards the center axis of the roller bearing cage and partially also towards the end face of the cage ring.
Durch die ringförmig umlaufende Nut, welche radial nach innen vollständig und in Axialrichtung, zur durch den Käfigring gebildeten ringförmigen Stirnfläche des Wälzlagerkäfigs hin, teilweise, insbesondere größtenteils, offen ist, ist eine raumsparende und zugleich effiziente Schmiermittelleitstruktur des Wälzlagerkäfigs bereitgestellt. Durch das Merkmal, wonach die umlaufende Nut zur Stirnseite des Wälzlagerkäfigs hin nur partiell offen ist, unterscheidet sich die Nut von einem ringförmig umlaufenden Absatz. Ein solcher Absatz wäre sowohl in einer Radialrichtung als auch in einer Axialrichtung zur Umgebung hin komplett offen.A space-saving and at the same time efficient lubricant guide structure of the rolling bearing cage is provided by the annular circumferential groove, which is completely open radially inwards and in the axial direction towards the annular end face of the rolling bearing cage formed by the cage ring. Due to the feature that the circumferential groove is only partially open towards the end face of the roller bearing cage, the groove differs from an annular circumferential shoulder. Such a shoulder would be completely open to the environment both in a radial direction and in an axial direction.
Die Tatsache, dass die ringförmig umlaufende Nut des erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs zu dessen Stirnseite hin partiell geschlossen ist, bedeutet, dass mindestens ein gedachter, zur Mittelachse des Wälzlagerkäfigs koaxialer Zylinder existiert, dessen Mantel die Wandung der Nut an zwei ringförmigen Linien schneidet. Radial außerhalb dieses gedachten Zylinders existiert ein Bereich der Nut, welcher in beiden Axialrichtungen durch die Wandung der Nut begrenzt ist. Dieser Raum kann beim Betrieb des Wälzlagerkäfigs Schmiermittel, insbesondere Öl, aufnehmen. Gleichzeitig ist dadurch, dass die Nut in Axialrichtung des Wälzlagerkäfigs zu dessen Stirnseite hin zum größten Teil offen ist, auf einfache Weise eine Weiterleitung des Schmiermittels möglich.The fact that the annular circumferential groove of the rolling bearing cage according to the invention is partially closed towards its end face means that there is at least one imaginary cylinder coaxial with the central axis of the rolling bearing cage, the jacket of which intersects the wall of the groove on two ring-shaped lines. Radially outside of this imaginary cylinder there is a region of the groove which is delimited in both axial directions by the wall of the groove. This space can accommodate lubricants, in particular oil, when the rolling bearing cage is in operation. At the same time, the fact that the groove in the axial direction of the roller bearing cage is largely open towards its end face enables the lubricant to be passed on in a simple manner.
In bevorzugter Querschnittsgestaltung weist die Nut eine in Axialrichtung des Käfigrings zu messende Breite aufweist, welche geringer als die in Radialrichtung zu messende Höhe der Nut ist. Insbesondere weicht die Höhe der Nut vom Doppelten der Breite der Nut um nicht mehr als 30 % nach unten oder oben ab.In a preferred cross-sectional configuration, the groove has a width to be measured in the axial direction of the cage ring, which is smaller than the height of the groove to be measured in the radial direction. In particular, the height of the groove deviates from twice the width of the groove by no more than 30% downwards or upwards.
Die Breite der Nut entspricht vorzugsweise weniger als der Hälfte der ebenfalls in Axialrichtung der Wälzlagerung zu messenden Breite des Käfigrings. Die Höhe der Nut entspricht vorzugsweise maximal der Hälfte der in Radialrichtung zu messenden Höhe des Käfigrings.The width of the groove preferably corresponds to less than half of the width of the cage ring, which is also to be measured in the axial direction of the roller bearing. The height of the groove preferably corresponds to a maximum of half the height of the cage ring to be measured in the radial direction.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist die Nut zur Stirnseite des Käfigrings hin durch einen abgerundeten Nutgrund partiell verschlossen. Hierbei kann der Nutgrund entweder über seine gesamte Breite oder lediglich über einen Teil seiner Breite gekrümmt sein.In a particularly advantageous embodiment, the groove is partially closed towards the end face of the cage ring by a rounded groove base. Here, the groove base can be curved either over its entire width or only over part of its width.
Der abgerundete Nutgrund ist vorzugsweise derart konturiert, dass er durch einen Zylinder der beschriebenen Art doppelt geschnitten wird. Somit ist durch den abgerundeten Nutgrund derjenige Abschnitt der Nut gebildet, welcher diese zumindest zu einem geringen Teil in Axialrichtung zur Stirnseite des Wälzlagerkäfigs hin abschließt. Vorzugsweise geht der Nutgrund knickfrei in eine Nutwandung über, welche von der ringförmigen Stirnfläche des Käfigrings beabstandet ist. Die ringförmige Stirnfläche des Käfigrings liegt hierbei vorzugsweise in einer Ebene, welche normal zur Mittelachse des Wälzlagerkäfigs ausgerichtet ist.The rounded groove base is preferably contoured in such a way that it is cut twice by a cylinder of the type described. The rounded groove base thus forms that section of the groove which closes it off at least to a small extent in the axial direction towards the end face of the roller bearing cage. The groove base preferably merges into a groove wall without kinks, which wall is spaced apart from the annular end face of the cage ring. The annular end face of the cage ring is in this case preferably in a plane which is aligned normal to the central axis of the roller bearing cage.
Im Unterschied zur ringförmige Stirnfläche des Käfigrings schneidet die an den abgerundeten Nutgrund anschließende ringscheibenförmige Nutwandung eine zur Wälzlagerachse normale Ebene vorzugsweise in einem Winkel, der mindestens 0,5° und höchstens 15° beträgt. Diese Schrägstellung trägt dazu bei, dass in der Nut strömendes Schmiermittel sowohl eine bevorzugte Bewegungskomponente in Radialrichtung als auch eine Bewegungskomponente in Axialrichtung erfährt. Radial nach außen strömendes Schmiermittel wird, nachdem es den abgerundeten Nutgrund erreicht hat, durch diesen umgeleitet, wobei es letztlich mit einer Bewegungskomponente radial nach innen weiter strömen kann. Um diesen Effekt zu erreichen, läuft der abgerundete Nutgrund zur Stirnseite des Käfigrings hin vorzugsweise derart aus, dass er mit einer zur Achse des Wälzlagerkäfigs normalen Ebene, das heißt einer an die Stirnseite des Käfigrings gelegten Ebene einen Winkel von mindestens 50° und höchstens 80° einschließt, so dass das Schmiermittel nach innen in Richtung Käfigachse befördert wird.In contrast to the annular end face of the cage ring, the annular disk-shaped groove wall adjoining the rounded groove base intersects a plane normal to the roller bearing axis, preferably at an angle of at least 0.5 ° and at most 15 °. This inclination contributes to the fact that lubricant flowing in the groove experiences both a preferred movement component in the radial direction and a movement component in the axial direction. After it has reached the rounded groove base, lubricant flowing radially outward is diverted through the latter, whereby it can ultimately continue to flow radially inward with a movement component. In order to achieve this effect, the rounded groove base runs towards the end face of the cage ring preferably in such a way that it forms an angle of at least 50 ° and at most 80 ° with a plane normal to the axis of the roller bearing cage, i.e. a plane placed on the end face of the cage ring includes, so that the lubricant is conveyed inward in the direction of the cage axis.
Der Wälzlagerkäfig ist insbesondere aus Stahl herstellbar. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen vergüteten Stahl mit einer Beschichtung. In dem Wälzlagerkäfig werden beispielsweise Zylinderrollen oder Nadelrollen als Wälzkörper geführt. Unter anderem eignet sich der Wälzlagerkäfig für hochbeschleunigte Lager, beispielsweise Pleuellagerungen oder Planetenradlagerungen. Dabei werden selbst unter Mangelschmierung hohe Laufzeiten erzielt, wobei die gezielte Schmiermittelrückhaltung und -förderung durch den Wälzlagerkäfig eine maßgebliche Rolle spielt. Der Wälzlagerkäfig ist typischen Ausgestaltungen für einreihige Lagerungen konzipiert. Ebenso sind Ausgestaltungen für mehrreihige Lagerungen möglich.The roller bearing cage can in particular be produced from steel. This is, for example, a tempered steel with a coating. Cylindrical rollers or needle rollers, for example, are guided as rolling elements in the roller bearing cage. Among other things, the roller bearing cage is suitable for highly accelerated bearings, for example connecting rod bearings or planetary gear bearings. Long running times are achieved even with insufficient lubrication, with the targeted retention and delivery of lubricant by the roller bearing cage playing a decisive role. The roller bearing cage is typically designed for single-row bearings. Designs for multi-row bearings are also possible.
FigurenlisteFigure list
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerkäfigs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine als Nadellagerung gestaltete Wälzlagerung, nämlich Pleuellagerung, mit einem Wälzlagerkäfig in vereinfachter Schnittdarstellung, -
2 ein Detail des Wälzlagerkäfigs der Anordnung nach1 .
-
1 a roller bearing designed as a needle bearing, namely a connecting rod bearing, with a roller bearing cage in a simplified sectional view, -
2 a detail of the rolling bearing cage according to the arrangement1 .
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die
Die Pleuellagerung
Jeder Käfigring
Die Nut
Der Nutgrund
Die gesamte in Axialrichtung des Wälzlagerkäfigs
Im Fall der Verwendung des Wälzlagerkäfigs
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- PleuellagerungConnecting rod bearing
- 22
- PleuelConnecting rod
- 33
- KurbelzapfenCrank pin
- 44th
- KurbelwangeCrank web
- 55
- NadelrolleNeedle roller
- 66th
- WälzlagerkäfigRolling bearing cage
- 77th
- KäfigringCage ring
- 88th
- Stegweb
- 99
- NutGroove
- 1010
- NutgrundGroove base
- 1111
- UmlenklippeDeflection lip
- 1212
- Nutwandung Groove wall
- αα
- Schrägstellung des NutgrundsInclination of the groove base
- ββ
- Winkel der NutwandungAngle of the groove wall
- BB.
- Breite der NutWidth of the groove
- BKBK
- Breite des KäfigringsWidth of the cage ring
- HH
- Höhe der NutHeight of the groove
- RR.
- Rotationsachse, MittelachseAxis of rotation, central axis
- SpSp
- Spaltgap
- StSt.
- StirnseiteFace
- ZyZy
- Zylindercylinder
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Date | Code | Title | Description |
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