DE102021119494A1 - Double row thrust roller bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager mit in einem Lagerkäfig (1) geführten Wälzkörpern (2a, 2b), wobei der einteilig aus einem umgeformten Blechmaterial bestehende Lagerkäfig (1) für eine Axiallagerung einen inneren Käfigringbereich (3b) und einen koaxial hierum angeordneten äußeren Käfigringbereich (3a) aufweist, der über einen in Axialrichtung verlaufenden Mittelrandabschnitt (4) derart an den inneren Käfigringbereich (3b) angeformt ist, dass der gemeinsame Mittelrandabschnitt (4) Bestandteil beider Käfigringbereiche (3a, 3b) ist, wobei beide Käfigringbereiche (3a, 3b) mit je einem Sigmaprofil (6a; 6b) zur Aufnahme der Wälzkörper (2a; 2b) versehen sind, welche in entgegengesetzte Axialrichtungen weisend ausgeführt sind.The invention relates to an axial roller bearing with rolling elements (2a, 2b) guided in a bearing cage (1), the bearing cage (1), which consists of a one-piece formed sheet metal material, having an inner cage ring area (3b) and an outer cage ring area (3a ) which is formed on the inner cage ring area (3b) via a center edge section (4) running in the axial direction in such a way that the common center edge section (4) is part of both cage ring areas (3a, 3b), both cage ring areas (3a, 3b) with are each provided with a sigma profile (6a; 6b) for receiving the rolling bodies (2a; 2b), which are designed pointing in opposite axial directions.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Axialwälzlager mit in einem Lagerkäfig geführten Wälzkörpern.The present invention relates to an axial roller bearing with roller bodies guided in a bearing cage.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Kraftfahrzeugtechnik. Axialwälzlager der hier interessierenden Art kommen vornehmlich zur Schwenk- oder Drehlagerung von Bauteilen - beispielsweise Spindelwellen - zum Einsatz, welche während des Betriebs einer besonders hohen Axialbelastung ausgesetzt sind, was eine Axiallagerung mit besonders hoher Tragfähigkeit erforderlich macht.The field of application of the invention extends primarily to motor vehicle technology. Axial roller bearings of the type of interest here are primarily used for pivoting or rotating bearings of components - for example spindle shafts - which are exposed to a particularly high axial load during operation, which requires an axial bearing with a particularly high load capacity.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Der vorstehend zitierte Stand der Technik zeigt die abgeflachte Variante eines Sigmaprofils. Dabei kommt jeder Wälzkörper mit den beiden gegenüberliegenden Stirnflächen an den äußeren Flanken des Sigmaprofils zur Bildung einer Radialführung unter Wahrung einer Spielpassung zur Anlage. Der erhabene Mittelbereich des Sigmaprofils begrenzt die Spielpassung der zwischen benachbarten Sigmaprofilen eingesetzten Wälzkörper dagegen in Umfangsrichtung.The prior art cited above shows the flattened variant of a sigma profile. Each rolling element comes to rest with the two opposite end faces on the outer flanks of the sigma profile to form a radial guide while maintaining a clearance fit. In contrast, the raised central area of the sigma profile limits the clearance fit of the rolling elements used between adjacent sigma profiles in the circumferential direction.
Der äußere Axialnadelkäfig ist bei dem vorgenannten Stand der Technik formschlüssig mit dem inneren Axialnadelkäfig verbunden, indem ein innenradialer Außenrandabschnitt des äußeren Axialnadelkäfigs in einen äußeren Außenrandabschnitt des inneren Axialnadelkäfigs zum Eingriff kommt. Zu diesem Zweck weisen die beiden miteinander korrespondierenden Randabschnitte eine ineinandergreifende U-Profilierung auf.In the aforementioned prior art, the outer axial needle cage is positively connected to the inner axial needle cage in that an inner radial outer edge section of the outer axial needle cage engages in an outer outer edge section of the inner axial needle cage. For this purpose, the two corresponding edge sections have an interlocking U-profiling.
Aus dieser geteilten Konstruktion des doppelreihigen Lagerkäfigs ergibt sich das Erfordernis eines Montageschritts im Rahmen der Bestückung desselben mit den Wälzkörpern. Außerdem sind die U-förmig ineinandergreifenden Randabschnitte derart präzise zu fertigen, dass weder ein die Geometrie der Käfigführung beeinträchtigendes Verklemmen noch ein zu großes Passungsspiel auftritt, um eine Axiallagerung mit hoher Standzeit zu erzielen. Außerdem erfordern die formschlüssigen Befestigungsmittel der miteinander verbundenen Lagerkäfige einen entsprechenden Bauraum, so dass eine Anordnung zweier Wälzkörperkreise nur in einem von diesen Konstruktionsmerkmalen des Lagerkäfigs abhängigen radialen Mindestabstand möglich ist.This divided construction of the double-row bearing cage results in the need for an assembly step when fitting the same with the rolling elements. In addition, the U-shaped interlocking edge sections are to be manufactured with such precision that neither jamming, which impairs the geometry of the cage guide, nor excessive fitting play occurs in order to achieve an axial bearing with a long service life. In addition, the positive-locking fastening means of the bearing cages connected to one another require a corresponding amount of space, so that an arrangement of two rolling element circuits is only possible at a minimum radial distance that depends on these design features of the bearing cage.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein doppelreihiges Axialwälzlager der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass dessen montagefreundlicher und materialsparender konstruierter Lagerkäfig mit einem minimalen Bauraum auskommt.It is therefore the object of the present invention to further improve a double-row axial roller bearing of the generic type in such a way that its easy-to-assemble and material-saving bearing cage makes do with minimal installation space.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die Aufgabe wird durch ein Axialwälzlager gemäß Anspruch 1 gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved by an axial roller bearing according to
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Axialwälzlager der vorgenannten Art einen einteilig aus einem umgeformten Blechmaterial bestehenden Lagerkäfig aufweist, welcher einen inneren Käfigringbereich und einen koaxial hierum angeordneten äußeren Käfigringbereich besitzt, der über einen im Wesentlichen in Axialrichtung verlaufenden Mittelrandabschnitt derart an den inneren Käfigringbereich angeformt ist, dass der gemeinsame Mittelrandabschnitt stabilisierender Bestandteil beider Käfigringbereiche ist, wobei die beiden Käfigringbereiche speziell als Sigmaprofile ausgeführt sind, wobei die in zueinander entgegengesetzte Axialrichtungen weisend ausgeführt sind.The invention includes the technical teaching that an axial roller bearing of the aforementioned type has a bearing cage made in one piece from a formed sheet metal material, which has an inner cage ring area and an outer cage ring area arranged coaxially around it, which is connected to the inner Cage ring area is formed, that the common central edge portion is a stabilizing part of both cage ring areas, the two cage ring areas are designed specifically as sigma profiles, which are designed pointing in mutually opposite axial directions.
Mit anderen Worten bildet der gemeinsame Mittelrandabschnitt beider Ringkäfigbereiche die Voraussetzung dafür, dass der Radialabstand zwischen den beiden Wälzkörperreihen bauraumsparend reduziert werden kann. Die hohe Tragfähigkeit des Axialwälzlagers wird hierdurch nicht beeinträchtigt. Außerdem ist zur Herstellung des erfindungsgemäßen Lagerkäfigs im Vergleich zum eingangs diskutierten Stand der Technik weniger Blechmaterial erforderlich, da das Material zur Bildung der formschlüssig ineinandergreifenden Verbindungsabschnitte entfällt. Stattdessen bildet der gemeinsame Mittelrandabschnitt für den äußeren Ringkäfigbereich einen Innenrandabschnitt und für den inneren Ringkäfigbereich einen Außenrandabschnitt. Wegen der aus der Einstückigkeit des erfindungsgemäßen Lagerkäfigs resultierenden Bauteilsteifigkeit wird die Lagerreibung reduziert, da die erfindungsgemäße Formgebung darüber hinaus auch eine gegenseitige Wälzkörperberührung in Radialrichtung durch den dazwischenliegenden gemeinsamen Mittelrandabschnitt verhindert. Somit können die Wälzkörperreihen auf eine optimale Stegbreite im Fußkreis der jeweiligen Wälzkörperreihe bestimmt werden, um die gewünscht hohe Tragfähigkeit zu realisieren.In other words, the common middle edge section of both ring cage areas forms the prerequisite for the fact that the radial distance between the two rows of rolling elements can be reduced in a space-saving manner. This does not affect the high load capacity of the axial roller bearing. In addition, for the production of the bearing cage according to the invention compared to dis According to the prior art, less sheet metal material is required, since the material for forming the positively interlocking connecting sections is eliminated. Instead, the common central edge section forms an inner edge section for the outer ring cage area and an outer edge section for the inner ring cage area. Due to the component rigidity resulting from the one-piece nature of the bearing cage according to the invention, the bearing friction is reduced since the shape according to the invention also prevents rolling elements from contacting one another in the radial direction through the common central edge section lying in between. In this way, the rows of rolling elements can be determined with an optimal web width in the root circle of the respective row of rolling elements in order to achieve the desired high load capacity.
Erfindungsgemäß sind die in zueinander entgegengesetzte Axialrichtungen weisenden Sigmaprofile mit anderen Worten spiegelbildlich zueinander ausgerichtet, so dass die auslaufende Flanke des einen Käfigringbereichs die einlaufende Flanke des benachbarten Käfigringbereichs bildet, welche beide zu dem gemeinsamen Mittelrandabschnitt vereint sind. Somit schließt sich an einem an sich bekannten Sigmaprofil in Radialrichtung direkt ein weiteres umgedrehtes Sigmaprofil an, wobei die benachbarten Randabschnitte den gemeinsamen Mittelrandabschnitt bilden.According to the invention, the sigma profiles pointing in mutually opposite axial directions are in other words aligned as mirror images of one another, so that the trailing edge of one cage ring area forms the incoming edge of the adjacent cage ring area, both of which are combined to form the common middle edge section. Thus, a further inverted sigma profile directly follows a known sigma profile in the radial direction, with the adjacent edge sections forming the common central edge section.
Durch je zwei in Umfangsrichtung zueinander beabstandete und Lagerstege bildende Sigmaprofile, werden Käfigtaschen zur Unterbringung von Wälzkörpern in Form von Nadeln oder Rollen geschaffen. Die hierin eingelegten Wälzkörper werden durch das Sigmaprofil in Umfangsrichtung geführt.Cage pockets for accommodating rolling elements in the form of needles or rollers are created by two sigma profiles spaced apart from one another in the circumferential direction and forming bearing webs. The rolling elements inserted here are guided in the circumferential direction by the sigma profile.
Die erfindungsgemäße Konstruktion bildet die fertigungstechnische Voraussetzung dafür, dass der funktionsintegrierte Lagerkäfig in einem Folgewerkzeug herstellbar ist, mit welchem der Lagerkäfig für die beiden Käfigringbereiche mit einem einzigen Werkzeughub durch Stanzbiegen herstellbar ist.The construction according to the invention forms the manufacturing prerequisite for the function-integrated bearing cage to be able to be produced in a follow-on tool, with which the bearing cage for the two cage ring areas can be produced with a single tool stroke by stamping and bending.
In Anlehnung an den in der Beschreibungseinleitung erörterten Stand der Technik wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter einem Sigmaprofil ein Konturverlauf verstanden, der von Radialinnen nach Radialaußen gesehen zunächst mit einem kurzen Radialrandabschnitt beginnt, der in einen sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden aufsteigenden Flankenabschnitt übergeht. Dem folgt ein weiterer radial verlaufender Gipfelabschnitt, der in einen absteigenden Flankenabschnitt übergeht, welcher vorzugsweise dieselbe Länge wie der aufsteigende Flankenabschnitt aufweist. Dem schließt sich wiederum ein kurzer Radialabschnitt an. Die beidseits des Sigmaprofils ausgebildeten kurzen Radialabschnitte gehen in je zugeordnete im Wesentlichen axial verlaufende Randabschnitte über, von denen einer der axialen Randabschnitte der Mittelrandabschnitt ist.Based on the prior art discussed in the introduction to the description, in the context of the present application, a sigma profile is understood to be a contour that, viewed from radially inside to radially outside, begins with a short radial edge section that transitions into a rising flank section that extends essentially in the axial direction. This is followed by a further radially extending crest section which merges into a descending flank section which preferably has the same length as the ascending flank section. This in turn is followed by a short radial section. The short radial sections formed on both sides of the sigma profile merge into associated, essentially axially running edge sections, of which one of the axial edge sections is the central edge section.
Die zwei spiegelbildlich zueinander ausgerichteten Sigmaprofile greifen mit den einander zugewandten kurzen Radialabschnitten an je einem Ende des im Wesentlichen axial verlaufenden gemeinsamen Mittelrandabschnitts an.The two sigma profiles, which are aligned as mirror images of one another, each engage with the short radial sections facing one another at one end of the essentially axially running common central edge section.
Außer dem gemeinsamen Mittelrandabschnitt weist der erfindungsgemäße Lagerkäfig gemäß einer bevorzugten Ausführungsform seitens des äußeren Käfigringbereichs einen außenumfänglichen ebenfalls in Axialrichtung verlaufenden Außenrandabschnitt auf, der vorzugsweise an die äußeren Radialrandabschnitte der Sigmaprofile angeformt ist. Analog hierzu weist gemäß der bevorzugten Ausführungsform auch der innere Käfigringbereich einen innenumfänglichen in Axialrichtung verlaufenden Innenrandabschnitt auf, der vorzugsweise an die inneren Radialrandabschnitte der Sigmaprofile angeformt ist. Die drei jeweils in Axialrichtung ausgerichteten Randabschnitte, nämlich der Innenrandabschnitt, der Mittelrandabschnitt sowie der Außenrandabschnitt, tragen zu einer hohen Steifigkeit des Lagerkäfigs bei und weisen in etwa dieselbe Profilhöhe auf, wovon die Wälzkörper natürlich zumindest geringfügig hervorstehen, um die Wälzlagerung zu realisieren.In addition to the common middle edge section, the bearing cage according to a preferred embodiment of the invention has an outer peripheral edge section also running in the axial direction on the outer cage ring area, which is preferably formed onto the outer radial edge sections of the sigma profiles. Analogous to this, according to the preferred embodiment, the inner cage ring area also has an inner peripheral inner edge section running in the axial direction, which is preferably formed onto the inner radial edge sections of the sigma profiles. The three edge sections, each aligned in the axial direction, namely the inner edge section, the central edge section and the outer edge section, contribute to the high rigidity of the bearing cage and have approximately the same profile height, from which the rolling elements naturally protrude at least slightly in order to implement the roller bearing.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Lagerkäfig lässt sich mit weiteren Anbaumöglichkeiten versehen, um vorbekannte gleichartige Lagerkäfige unterschiedlichster Gestalt zu ersetzen. So kann beispielsweise der lagerseitige Innen- und/oder Außenrandabschnitt mit einem hieran angeformten Scheibenverlängerungsabschnitt zur Durchmesseranpassung versehen werden. Ein solcher Scheibenverlängerungsabschnitt kann dabei flach oder vorzugsweise randseitig abgewinkelt geformt sein.The bearing cage designed according to the invention can be provided with further attachment options in order to replace previously known bearing cages of the same type with a wide variety of shapes. For example, the inner and/or outer edge section on the bearing side can be provided with a disk extension section molded onto it for diameter adjustment. Such a pane extension section can be formed flat or, preferably, angled at the edge.
Vorzugsweise kommt der erfindungsgegenständliche Lagerkäfig im Rahmen eines Axialwälzlagers zum Einsatz, dessen Wälzkörper in Form von Rollen oder Nadeln ausgeführt sind, so dass ganz vorzugsweise hiermit ein doppelreihiges Axialnadellager realisiert werden kann.The bearing cage that is the subject of the invention is preferably used in the context of an axial roller bearing, the rolling bodies of which are designed in the form of rollers or needles, so that a double-row axial needle bearing can very preferably be realized herewith.
Die Laufbahnen für die Wälzkörper können sowohl in separaten Axiallagerhälften, beispielsweise gehärteten Axiallagerscheiben, eingebracht sein; es ist jedoch auch denkbar, dass die Laufbahnen als integraler Bestandteil der axial zu lagernden Bauelementende ausgebildet sind, beispielsweise als Stirnfläche einer axial zu lagernden Welle in Verbindung mit einer Bodenfläche einer hierzu korrespondierenden Gehäuseausnehmung. Auch Mischformen sind denkbar.The raceways for the rolling elements can be placed in separate axial bearing halves, for example hardened axial bearing washers; however, it is also conceivable for the raceways to be formed as an integral part of the component ends to be axially supported, for example as an end face of a shaft to be supported axially in connection with a bottom surface of a housing recess corresponding thereto. Mixed forms are also conceivable.
Figurenlistecharacter list
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine komplette perspektivische Ansicht eines Axialwälzlagers ohne separate Axiallagerscheiben, -
2 einen perspektivischen Längsschnitt durch das Axialwälzlager nach1 , -
3 einen perspektivischen Längsschnitt durch den Lagerkäfig des Axialwälzlagers nach1 , und -
4 eine komplette perspektivische Ansicht des Lagerkäfigs nach3 .
-
1 a complete perspective view of a thrust roller bearing without separate thrust bearing washers, -
2 a perspective longitudinal section through the axial roller bearing1 , -
3 a perspective longitudinal section through the bearing cage of the axial roller bearing1 , and -
4 a complete perspective view of the bearing cage3 .
Gemäß
Nach
Als weiteres Anbaumerkmal ist am inneren Käfigringbereich 3b ein direkt hieran angeformter Scheibenverlängerungsabschnitt 5 zur innendurchmesserseitigen Anpassung des Axialwälzlagers vorgesehen.As a further add-on feature, a disc extension section 5 molded directly onto the inner
Gemäß
Die stegbildenden Sigmaprofile 6a des äußeren Käfigringbereichs 3a sind gegenüber den stegbildenden Sigmaprofilen 6b des inneren Käfigringbereichs 3b in Umfangsrichtung gesehen versetzt zueinander angeordnet.The web-forming
Nach
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, eine andere Wälzkörperform zu verwenden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Axialwälzlager mit separaten Axiallagerscheiben als Axiallagerhälften, aber auch ohne diese verwendet werden kann.The invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, modifications of this are also conceivable, which are included in the scope of protection of the following claims. For example, it is also possible to use a different rolling body shape. It should also be pointed out that the axial roller bearing according to the invention can be used with separate axial bearing disks as axial bearing halves, but can also be used without them.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Lagerkäfigbearing cage
- 22
- Wälzkörperrolling elements
- 33
- Käfigringbereichcage ring area
- 44
- Mittelrandabschnittcenter edge section
- 55
- Scheibenverlängerungsabschnittdisc extension section
- 66
- Sigmaprofilsigma profile
- 77
- Außenrandabschnittouter edge section
- 88th
- Innenrandabschnittinner edge section
- 99
- Radialrandabschnittradial edge section
- 1010
- Flankenabschnittflank section
- 1111
- Gipfelabschnittsummit section
- 1212
- Flankenabschnittflank section
- 1313
- Radialrandabschnittradial edge section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102015201485 A1 [0003]DE 102015201485 A1 [0003]
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-
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Legal Events
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R003 | Refusal decision now final |