DE102020130526A1 - Roller bearing arrangement, method for producing a roller bearing arrangement, electric machine and electrically operable drive train of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1), umfassend ein Wälzlager (2) mit einem Innenring (3), einem Außenring (4), Wälzkörpern (5) und einem Käfig (6), wobei der Innenring (3) eine Innenringlaufbahn (7) aufweist und der Außenring (4) eine Außenringlaufbahn (8) aufweist, wobei die Wälzkörper (5) zwischen Innenring (3) und Außenring (4) wälzend gelagert in dem Käfig (6) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Käfig (6) als Schnappkäfig (9) für die als Lagerkugeln (10) ausgeführten Wälzkörper (5) ausgebildet ist, und einen Schnappkäfigring (11) sowie eine Mehrzahl von an dem Schnappkäfigring (11) angeordneten Schnappkäfigtaschen (12) zur Aufnahme der Lagerkugeln (10) aufweist.
Erfindungsgemäß ist der Schnappkäfig (9) mehrteilig ausgebildet, mit wenigstens einem ersten Schnappkäfigsegment (13) und einem zweiten Schnappkäfigsegment (14) die gegeneinander beweglich in dem Wälzlager (2) aufgenommen sind.
The invention relates to a rolling bearing arrangement (1), comprising a rolling bearing (2) with an inner ring (3), an outer ring (4), rolling bodies (5) and a cage (6), the inner ring (3) having an inner ring raceway (7) and the outer ring (4) has an outer ring raceway (8), the rolling elements (5) being mounted in the cage (6) so as to roll between the inner ring (3) and the outer ring (4) at a distance from one another, the cage (6) being snap cage (9) for the rolling elements (5) designed as bearing balls (10), and has a snap cage ring (11) and a plurality of snap cage pockets (12) arranged on the snap cage ring (11) for receiving the bearing balls (10).
According to the invention, the snap cage (9) is designed in several parts, with at least a first snap cage segment (13) and a second snap cage segment (14) which are accommodated in the roller bearing (2) so that they can move relative to one another.
Description
Gebiet der Erfindungfield of invention
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert in dem Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Käfig als Schnappkäfig für die als Lagerkugeln ausgeführten Wälzkörper ausgebildet ist, und einen Schnappkäfigring sowie eine Mehrzahl von an dem Schnappkäfigring angeordneten Schnappkäfigtaschen zur Aufnahme der Lagerkugeln aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung, eine elektrische Maschine sowie einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a roller bearing arrangement, comprising a roller bearing with an inner ring, an outer ring, roller bodies and a cage, the inner ring having an inner ring raceway and the outer ring having an outer ring raceway, the roller bodies being mounted in a rolling manner between the inner ring and the outer ring in the cage and spaced apart from one another , wherein the cage is designed as a snap cage for the rolling elements designed as bearing balls, and has a snap cage ring and a plurality of snap cage pockets arranged on the snap cage ring for receiving the bearing balls. The invention also relates to a method for producing a roller bearing arrangement, an electric machine and an electrically operable drive train of a motor vehicle.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Allgemein sind Schnappkäfige für Wälzlager, insbesondere für Kugellager, in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die häufigsten Formen weisen auf einer Seite einen durchgehenden vollwandigen Schnappkäfigring auf, während auf der anderen Seite schalenartige geschlitzte oder mit Aussparungen versehene Schnappkäfigtaschen angeordnet sind, so dass die Schnappkäfigtaschen elastisch nachgiebig sind und die Wälzkörper in die Schnappkäfigtaschen einschnappen können. Beispielsweise ist in der
Insbesondere in schnelldrehenden Anwendungen, wie beispielsweise bei Elektromotoren innerhalb eines hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, sind derartige Schnappkäfige drehzahlbedingt hohen Belastungen ausgesetzt.In particular in high-speed applications, such as in electric motors within a hybrid or all-electric drive train of a motor vehicle, such snap cages are exposed to high loads due to the speed.
Aufgabe der Erfindungobject of the invention
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Wälzlageranordnung bereitzustellen, die einen auch bei hohen Umdrehungszahlen langlebigen und sicheren Betrieb der Wälzlageranordnung erlaubt. Es ist ferner die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Wälzlageranordnung bereitzustellen. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung eine elektrische Maschine mit einer verbesserten Wälzlageranordnung zu realisieren. Schließlich ist es auch die Aufgabe der Erfindung einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer verbesserten Wälzlageranordnung bereitzustellen.It is therefore the object of the invention to provide a roller bearing arrangement which allows long-lasting and reliable operation of the roller bearing arrangement even at high speeds. It is also the object to provide a method for producing such a roller bearing arrangement. Furthermore, it is the object of the invention to realize an electrical machine with an improved roller bearing arrangement. Finally, it is also the object of the invention to provide an electrically operable drive train of a motor vehicle with an improved roller bearing arrangement.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert in dem Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Käfig als Schnappkäfig für die als Lagerkugeln ausgeführten Wälzkörper ausgebildet ist, und einen Schnappkäfigring sowie eine Mehrzahl von an dem Schnappkäfigring angeordneten Schnappkäfigtaschen zur Aufnahme der Lagerkugeln aufweist, wobei der Schnappkäfig mehrteilig ausgebildet ist, mit wenigstens einem ersten Schnappkäfigsegment und einem zweiten Schnappkäfigsegment die gegeneinander beweglich in dem Wälzlager aufgenommen sind.This object is achieved by a roller bearing arrangement, a roller bearing with an inner ring, an outer ring, roller bodies and a cage, the inner ring having an inner ring raceway and the outer ring having an outer ring raceway, the roller bodies between the inner ring and the outer ring being mounted in the cage in a rolling manner and spaced apart from one another , wherein the cage is designed as a snap cage for the rolling elements designed as bearing balls, and has a snap cage ring and a plurality of snap cage pockets arranged on the snap cage ring for receiving the bearing balls, the snap cage being designed in multiple parts, with at least a first snap cage segment and a second snap cage segment are mutually movably received in the roller bearing.
Die wenigstens zweiteilige Ausbildung sorgt dafür, dass Vibrations- und Spannungsspitzen bei hohen Umdrehungszahlen des Wälzlagers und Schnappkäfigs durch eine konstruktiv erlaubte Beweglichkeit der Schnappkäfigsegmente innerhalb des Schnappkäfigs weitestgehend vermieden werden können. So kann insbesondere einem bei hohen Drehzahlen auftretenden Materialversagen des Schnappkäfigs vorgebeugt werden.The at least two-part design ensures that vibration and stress peaks at high speeds of rotation of the roller bearing and snap cage can be largely avoided by allowing the snap cage segments to move constructively within the snap cage. In particular, a material failure of the snap cage that occurs at high speeds can be prevented in this way.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they are mentioned in the set of claims, and particularly preferred configurations of the subject matter of the invention are described below.
Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.Rolling bearings can be used in particular to enable rotary movements with the lowest possible friction losses. Rolling bearings can be used in particular to fix and/or mount axles and shafts, depending on the design, absorbing radial and/or axial forces and at the same time enabling the rotation of the shaft or the components mounted on an axle in this way.
Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering. Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.For this purpose, rolling elements are arranged between an inner ring and an outer ring of the roller bearing. Between these three main components, the inner ring, the outer ring and the rolling elements, it is usually mainly rolling friction that occurs within the rolling bearing. Since the rolling elements in the inner and outer ring can preferably roll on hardened steel surfaces with optimized lubrication, the rolling friction of such bearings is relatively low. A roller bearing can have one or more rows.
Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.The inner ring can in particular connect the shaft accommodating the roller bearing to the roller bearing or the roller bodies. In particular, the shaft can be connected to the side of the lateral surface of the inner ring that faces the shaft, with the rolling elements of the roller bearing rolling on the inner ring raceway that is opposite this lateral surface. The inner ring can be made of a metallic and/or ceramic material. In principle, it is conceivable to design the inner ring in one piece or in multiple pieces, in particular in two pieces.
Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.The outer ring can, in particular, connect the bearing arrangement accommodating the roller bearing to the roller bearing or the roller bodies. In particular, the bearing can be connected to the side of the lateral surface of the outer ring facing the bearing, the rolling elements of the roller bearing rolling on the outer ring raceway opposite this lateral surface. The outer ring can be made of a metallic and/or ceramic material. In principle, it is conceivable to design the outer ring in one piece or in multiple pieces, in particular in two pieces.
Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet.Depending on the type of rolling bearing, the rolling elements have the shape of a ball or a roller. They roll on the raceways of the roller bearing and have the task of transferring the force acting on a radial roller bearing from the outer ring to the inner ring and vice versa. In an axial roller bearing, the rolling elements transmit the forces acting on the axial roller bearing between the running disks. Roller-shaped rolling elements are also referred to as roller rolling elements and spherical rolling elements as bearing balls.
Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist es besonders bevorzugt, dass die Wälzkörper als Lagerkugeln ausgebildet sind.Roller-shaped rolling bodies can be selected, for example, from the group of symmetrical spherical rollers, asymmetrical spherical rollers, cylindrical rollers, needle rollers and/or tapered rollers. In connection with the invention, it is particularly preferred that the rolling bodies are designed as bearing balls.
Die Wälzkörper sind in einem Käfig geführt und voneinander beabstandet angeordnet, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst geringgehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig ist mehrteilig ausgeführt.The rolling elements are guided in a cage and arranged at a distance from one another, so that, for example, the friction and heat development of the rolling elements is kept as low as possible. Furthermore, the cage keeps the rolling element balls and/or rolling element rollers at a fixed distance from one another during rolling, as a result of which an even load distribution can be achieved. The cage is made of several parts.
Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht. The rolling bodies can roll within the rolling bearing, in particular on the inner ring raceway of the inner ring. For this purpose, the surface of the inner ring raceway can advantageously be designed to be correspondingly abrasion-resistant, for example also by means of a corresponding surface treatment process and/or by applying a corresponding additional layer of material.
Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.The inner ring raceway can be flat or profiled. A profiled design of the inner ring raceway can be used, for example, to guide the rolling elements on the inner ring raceway. On the other hand, a planar formation of the inner ring raceway can, for example, allow a certain axial displaceability of the rolling elements on the inner ring raceway.
Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.The rolling bodies can roll within the rolling bearing, in particular on the outer ring raceway of the outer ring. For this purpose, the surface of the outer ring raceway can advantageously be designed to be abrasion-resistant, for example by means of a corresponding surface treatment process and/or by applying a corresponding additional layer of material.
Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.The outer ring raceway can be flat or profiled. A profiled design of the outer ring raceway can be used, for example, to guide the rolling elements on the outer ring raceway. On the other hand, a flat shape of the outer ring raceway can, for example, allow a certain axial displaceability of the rolling elements on the outer ring raceway.
Die Lagerwelle ist ein rotierendes Maschinenelement, dass zur Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten dient. Die Lagerwelle ist in wenigstens einem Wälzlager der Wälzlageranordnung drehbar gelagert. Die Lagerwelle kann insbesondere zylinderförmig ausgestaltet sein. Eine Lagerwelle kann beispielsweise ausgewählt sein auch der Gruppe der Vollwellen, Hohlwellen, Kurbelwellen und/oder Gelenkwellen. Besonders bevorzugt ist es, dass die Lagerwelle eine Rotorwelle einer elektrischen Maschine ist. Die Lagerwelle kann auch eine Welle innerhalb eines hybriden oder vollelektrisch betriebenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Lagerwelle Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min aufweist.The bearing shaft is a rotating machine element that is used to transmit rotary movements and torques. The bearing shaft is rotatably mounted in at least one roller bearing of the roller bearing arrangement. The bearing shaft can, in particular, be configured in the shape of a cylinder. A bearing shaft can, for example, also be selected from the group of solid shafts, hollow shafts, crankshafts and/or cardan shafts. It is particularly preferred that the bearing shaft is a rotor shaft of an electrical machine. The bearing shaft can also be a shaft within a hybrid or fully electrically operated drive train of a motor vehicle. It is particularly preferred that the bearing shaft has speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.
Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen.Electrical machines are used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally include a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged movably relative to the stationary part. The electric machine is in particular for use within a drive train of a hybrid or All-electrically powered motor vehicle provided.
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.In particular, the electrical machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. Furthermore, it is preferred that the electrical machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.
Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt.A rotor is the spinning (rotating) part of an electrical machine. The rotor comprises a rotor shaft and one or more rotor bodies arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft. The rotor shaft can be hollow, which on the one hand saves weight and on the other hand allows the supply of lubricant or coolant to the rotor body.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Schnappkäfig eine ungerade Anzahl an Schnappkäfigtaschen aufweist, wobei das erstes Schnappkäfigsegment eine gerade Anzahl an Schnappkäfigtaschen und das zweites Schnappkäfigsegment eine ungerade Anzahl an Schnappkäfigtaschen besitzt. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Teilung der Schnappkäfigsegmente eine besonders hohe Langlebigkeit des Schnappkäfigs bewirkt.According to a preferred embodiment of the invention, it can be advantageous for the snap cage to have an odd number of snap cage pockets, with the first snap cage segment having an even number of snap cage pockets and the second snap cage segment having an odd number of snap cage pockets. It has been shown that such a division of the snap cage segments causes the snap cage to have a particularly long service life.
Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass das erste Schnappkäfigsegment und das zweite Schnappkäfigsegment aus einem Kunststoff geformt ist, wodurch der Schnappkäfig besonders leicht und fertigungstechnisch günstig ausgestaltet werden kann.Furthermore, it can be advantageous that the first snap cage segment and the second snap cage segment are formed from a plastic, as a result of which the snap cage can be designed to be particularly light and favorable in terms of manufacturing technology.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das erste Schnappkäfigsegment und das zweite Schnappkäfigsegment über ein Verbindungsmittel miteinander verbindbar sind, wobei das Verbindungsmittel so konfiguriert ist, dass das erste Schnappkäfigsegment und das zweite Schnappkäfigsegment gegeneinander beweglich in dem Wälzlager angeordnet sind. Hierdurch sind die Schnappkäfigsegmente - beispielsweise für Transport und Montage - verliersicher aneinander angeordnet. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass das Verbindungsmittel nach einer Montage des Schnappkäfigs in dem Wälzlager durchtrennbar ausgeführt ist und/oder aus dem Wälzlager entnehmbar ist.In a further development of the invention, it can also be preferred that the first snap cage segment and the second snap cage segment can be connected to one another via a connecting means, the connecting means being configured in such a way that the first snap cage segment and the second snap cage segment are arranged in the roller bearing so that they can move relative to one another. As a result, the snap cage segments - for example for transport and assembly - arranged captively together. According to a further advantageous embodiment of the invention, it may be preferable for the connecting means to be designed so that it can be severed after the snap cage has been installed in the roller bearing and/or can be removed from the roller bearing.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass das Wälzlager für Umdrehungsgeschwindigkeiten einer Lagerwelle von mehr als 10.000 1/min vorgesehen ist, so dass sich für diesen Betriebsbereich besonders hohe Standzeiten des Wälzlagers bzw. des Schnappkäfigs realisieren lassen.Furthermore, it can be advantageous that the roller bearing is provided for rotational speeds of a bearing shaft of more than 10,000 rpm, so that a particularly long service life of the roller bearing or the snap cage can be achieved for this operating range.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Schnappkäfigs zur Verwendung in einer Wälzlageranordnung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend die folgenden Schritte:
- a) Herstellung eines einteiligen Schnappkäfigs,
- b) Durchtrennen des Schnappkäfigs, so dass wenigstens ein erstes Schnappkäfigsegment und ein zweites Schnappkäfigsegment gebildet ist,
- c) Anordnen des ersten Schnappkäfigsegments und des zweiten Schnappkäfigsegments in einer Wälzlageranordnung.
- a) manufacture of a one-piece snap cage,
- b) cutting through the snap cage so that at least a first snap cage segment and a second snap cage segment are formed,
- c) arranging the first snap cage segment and the second snap cage segment in a roller bearing assembly.
Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, dass ein bereits bestehender Herstellungsprozess für den Schnappkäfig, beispielsweise ein Spritzgussprozess, nicht verändert werden muss. Insbesondere recht kostenintensive Spritzgusswerkzeuge müssen hiernach nicht angepasst oder ersetzt werden. Die Herstellung der Schnappkäfigsegmente erfolgt dann nach der Herstellung des einteiligen Schnappkäfigs durch ein Durchtrennen des Schnappkäfigs. Hierzu können beliebige und geeignete Trennverfahren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Schneiden, Sägen, Laser-Schneiden, Trennschweißen oder dergleichen. Die Trennung erfolgt bevorzugt zwischen zwei Schnappkäfigtaschen.This variant of the method has the advantage that an existing manufacturing process for the snap cage, for example an injection molding process, does not have to be changed. In particular, quite expensive injection molding tools do not have to be adjusted or replaced after this. The production of the snap cage segments then takes place after the production of the one-piece snap cage by severing the snap cage. Any suitable separating method can be used for this purpose, such as cutting, sawing, laser cutting, separating welding or the like. The separation preferably takes place between two snap cage pockets.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Schnappkäfigs zur Verwendung in einer Wälzlageranordnung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend die folgenden Schritte:
- a) Herstellung eines Schnappkäfigs mit wenigstens einem ersten Schnappkäfigsegment und einem zweiten Schnappkäfigsegment,
- b) Anordnen des ersten Schnappkäfigsegments und des zweiten Schnappkäfigsegments in einer Wälzlageranordnung.
- a) production of a snap cage with at least a first snap cage segment and a second snap cage segment,
- b) arranging the first snap cage segment and the second snap cage segment in a roller bearing assembly.
Der Vorteil dieser Verfahrensvariante liegt darin begründet, dass eine Trennung des Schnappkäfigs entfallen kann.The advantage of this variant of the method lies in the fact that the snap cage does not need to be separated.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine elektrische Maschine, insbesondere zur Verwendung innerhalb eines hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stator und einem relativ zum Stator koaxial und drehbar angeordneten Rotor, wobei der Rotor mittels zweier axial voneinander beabstandeten Wälzlageranordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gelagert ist. Somit kann eine für hohe Drehzahlen standfeste Lagerung des Rotors bereitgestellt werden.Furthermore, the object of the invention is achieved by an electrical machine, in particular for use within a hybrid or all-electric drive train of a motor vehicle, with a stator and a stator which is coaxial relative to the stator and rotatably arranged rotor, wherein the rotor is supported by means of two axially spaced roller bearing assemblies according to any one of
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine elektrische Maschine, wobei wenigstens eine Lagerwelle innerhalb des Antriebsstrangs mittels zweier axial voneinander beabstandeten Wälzlageranordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gelagert istFinally, the object of the invention is also achieved by an electrically operable drive train of a motor vehicle comprising an electric machine, wherein at least one bearing shaft is mounted within the drive train by means of two axially spaced roller bearing arrangements according to one of
Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann insbesondere auch eine elektrische Maschine und ein Getriebe umfassen, wobei die elektrische Maschine und das Getriebe eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkt wird. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.An electric axle drive train of a motor vehicle can in particular also include an electric machine and a transmission, with the electric machine and the transmission forming a structural unit. Provision can in particular be made for the electric machine and the transmission to be arranged in a common drive train housing. Alternatively, it would of course also be possible for the electrical machine to have a motor housing and the transmission to have a transmission housing, with the structural unit then being effected by fixing the transmission in relation to the electrical machine. This structural unit is sometimes also referred to as the E-axis.
Figurenlistecharacter list
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Zeichnungen sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
-
1 eine Wälzlageranordnung in einer Querschnittsdarstellung, -
2 einen Schnappkäfig in einer perspektivischen Ansicht, -
3 eine Lagerwelle n einer elektrischen Maschine mit zwei voneinander axial beabstandeten Wälzlagern, und -
4 ein Kraftfahrzeug mit einem hybriden- und vollelektrischen Antriebsstrang in einer Blockschaltansicht.
-
1 a roller bearing arrangement in a cross-sectional view, -
2 a snap cage in a perspective view, -
3 a bearing shaft n of an electrical machine with two roller bearings spaced apart axially, and -
4 a motor vehicle with a hybrid and fully electric drive train in a block circuit view.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.The same elements are provided with the same reference numbers. The different features of the various exemplary embodiments can also be freely combined with one another within what is technically feasible.
Der Schnappkäfig 9 wird anhand der
Wie aus der
Der in der
Das erste Schnappkäfigsegment 13 und das zweite Schnappkäfigsegment 14 können über ein Verbindungsmittel 15 miteinander verbindbar sein, wobei das Verbindungsmittel 15 so konfiguriert ist, dass das erste Schnappkäfigsegment 13 und das zweite Schnappkäfigsegment 14 gegeneinander beweglich in dem Wälzlager 2 angeordnet sind. Das Verbindungsmittel 15 nach einer Montage des Schnappkäfigs 9 in dem Wälzlager 2 durchtrennbar ausgeführt ist und/oder aus dem Wälzlager 2 entnehmbar ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsmittel 15 als Klammer ausgebildet, welche insbesondere formschlüssig die Schnappkäfigsegmente 13,14 beweglich verbinden kann. Natürlich sind weitere Ausgestaltungen eines Verbindungsmittels 15 möglich.The first
Zur Herstellung eines Schnappkäfigs 9 kann folgendes Verfahren zur Herstellung eines Schnappkäfigs 9 zur Verwendung in einer Wälzlageranordnung 1, umfassend die folgenden Schritte, angewendet werden:
- a) Herstellung eines einteiligen Schnappkäfigs 9,
- b) Durchtrennen des Schnappkäfigs 9, so dass wenigstens
ein erstes Schnappkäfigsegment 13 undein zweites Schnappkäfigsegment 14 gebildet ist, - c) Anordnen des ersten Schnappkäfigsegments 13 und des zweiten Schnappkäfigsegments 14 in
einer Wälzlageranordnung 1.
- a) Production of a one-piece snap cage 9,
- b) cutting through the snap cage 9 so that at least a first
snap cage segment 13 and a secondsnap cage segment 14 are formed, - c) arranging the first
snap cage segment 13 and the secondsnap cage segment 14 in aroller bearing assembly 1.
Alternativ kann die Herstellung eines Schnappkäfigs 9 die folgenden Schritte umfassen:
- a) Herstellung eines Schnappkäfigs 9 mit wenigstens einem ersten Schnappkäfigsegment 13 und einem zweiten Schnappkäfigsegment 14,
- b) Anordnen des ersten Schnappkäfigsegments 13 und des zweiten Schnappkäfigsegments 14 in
einer Wälzlageranordnung 1.
- a) Production of a snap cage 9 with at least a first
snap cage segment 13 and a secondsnap cage segment 14, - b) arranging the first
snap cage segment 13 and the secondsnap cage segment 14 in aroller bearing assembly 1.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following patent claims are to be understood in such a way that a mentioned feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Wälzlageranordnungroller bearing arrangement
- 22
- Wälzlagerroller bearing
- 33
- Innenringinner ring
- 44
- Außenringouter ring
- 55
- Wälzkörpernrolling elements
- 66
- KäfigCage
- 77
- Innenringlaufbahninner ring raceway
- 88th
- Außenringlaufbahnouter ring raceway
- 99
- Schnappkäfigsnap cage
- 1010
- Lagerkugelnbearing balls
- 1111
- Schnappkäfigringsnap cage ring
- 1212
- Schnappkäfigtaschensnap cage bags
- 1313
- ersten Schnappkäfigsegmentfirst snap cage segment
- 1414
- zweiten Schnappkäfigsegmentsecond snap cage segment
- 1515
- Verbindungsmittellanyard
- 1616
- Lagerwellebearing shaft
- 1717
- Elektrische Maschineelectrical machine
- 1818
- Antriebsstrangpowertrain
- 1919
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 2020
- Statorstator
- 2121
- Rotorrotor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102015214850 A1 [0002]DE 102015214850 A1 [0002]
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DE102015214850A1 (en) | 2015-08-04 | 2016-12-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Snap cage for ball bearings |
-
2020
- 2020-11-19 DE DE102020130526.5A patent/DE102020130526A1/en active Pending
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