DE1079899B - Cage for rolling bodies in roller bearings, consisting of a number of individual elements made of plastic, e.g. B. a polyamide, which are held together to form a ring by metal rings connected to them - Google Patents
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Description
Käfig für Rollkörper in Wälzlagern, bestehend aus einer Anzahl von Einzelelementen aus Kunststoff, z. B. einem Polyamid, die durch mit ihnen verbundene Metallringe zu einem Ring zusammengehalten werden Es ist bekannt, zur Herstellung von Käfigen zur. Aufnahme der Rollkörper in Wälzlagern als Werkstoff bestimmte Kunststoffe, wie z. B. Polyamide, zu verwenden. Diese Kunststoffe haben einmal ein niedriges spezifisches Gewicht, so daß der Käfig als Ganzes leicht wird, und zum anderen ist infolge ihrer Gleiteigenschaften eine weniger sorgfältige Schmierung der Gleitflächen zwischen Käfig und Rollkörpern erforderlich, so daß bei Schmierung der Wälzlager mit Fett eine bedeutend längere Zeitspanne zwischen den einzelnen Schmierungen zugelassen werden kann als bei Lagern mit gewöhnlichen Metallkäfigen. Die Gleiteigenschaften des Kunststoffkäfigs können noch verbessert werden, wenn dem Kunststoff eine kleine Menge Molybdändisulfid beigemischt wird. Außerdem kann einem Käfig aus Kunststoff leicht seine endgültige Gestalt gegeben werden, indem die geschmolzene Masse in geeignete Formen gespritzt wird. Das Herstellungsverfahren ist billig, im Vergleich zu dem mittels schneidender Werkzeuge, wie es bei Metallkäfigen notwendig ist.Cage for rolling elements in rolling bearings, consisting of a number of Individual elements made of plastic, e.g. B. a polyamide connected by with them Metal rings are held together to form a ring It is known for manufacture from cages to. Inclusion of the rolling elements in roller bearings as a material for certain plastics, such as B. polyamides to use. These plastics once have a low specific weight, so that the cage as a whole becomes light, and on the other hand is less careful lubrication of the sliding surfaces due to their sliding properties required between cage and rolling elements, so that when lubricating the rolling bearings with grease a significantly longer period between the individual lubrication is allowed than with bearings with ordinary metal cages. The sliding properties The plastic cage can still be improved if the plastic has a small Amount of molybdenum disulfide is added. It can also have a plastic cage can easily be given its final shape by putting the melted mass in appropriate forms is injected. The manufacturing process is cheap in comparison by means of cutting tools, as is necessary with metal cages.
Ein gewisser Nachteil des Kunststoffes liegt aber in seiner starken Ausweitung bei Temperatursteigerungen im Verhältnis zu den übrigen Teilen des Wälz-Lagers aus Stahl. Dies spielt bei kleinen und mittelgroßen Lagern eine geringe Rolle, ist aber störend bei größeren Lagerabmessungen, wegen des bedeutenden Unterschiedes, der zwischen dem Teilungsdurchmesser der Rollkörpertaschen in dem ringförmigen Käfig und dem durch die Laufbahnen bestimmten Teilungsdurchmesser, des Rollkörpersatzes im Lager entsteht. Außerdem kann in gewissen Fällen die Haltbarkeit des als Werkstoff dienenden Kunststoffes für die Beanspruchungen, die beim Gang des Lagers in dem ringförmigen Teil eines Käfigs auftreten - d. h. dem Teil des Käfigs, der die Trennstege zwischen den Rollkörpern verbindet -, unzureichend sein. Die Herstellung von Käfigen aus einem Stück Kunststoff ist in verschiedenen Formen vorgeschlagen. Sie ist aber verhältnismäßig kostspielig, weil das Werkzeug für die Formgebung eines ganzen Käfigs mit seinen vielen Trennstegen sich sehr teuer stellt und auch das Spritzen großer. Einheiten aus Kunststoff große Schwierigkeiten bereitet.A certain disadvantage of the plastic, however, lies in its strength Expansion in the event of temperature increases in relation to the other parts of the rolling bearing from steel. This plays a minor role in small and medium-sized bearings, is but annoying with larger bearing dimensions, because of the significant difference, that between the pitch diameter of the rolling body pockets in the annular cage and the pitch diameter of the rolling element set determined by the raceways arises in the warehouse. In addition, in certain cases, the durability of the material Serving plastic for the stresses that occur during the course of the warehouse in the annular part of a cage occur - d. H. the part of the cage that contains the dividers connects between the rolling elements - to be inadequate. The manufacture of cages One piece of plastic is proposed in various forms. but she is relatively expensive because the tool is used to shape an entire cage with its many separators is very expensive and also the spraying of large ones. Plastic units cause great difficulties.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Erreicht wird das Ziel dadurch, daß in einem Käfig für Rollkörper in Wälzlagern, bestehend aus einer Anzahl von Einzelelementen aus Kunststoff, z. B. einem Polyamid, die durch mit ihnen verbundene Metallringe zu einem Ganzen zusammengehalten werden, jedes Käfigelement aus zwei bogenförmigen Seitenteilen besteht, die im seitlichen Abstand voneinander durch einen im wesentlichen von der Mitte jedes Bogens ausgehenden Steg verbunden sind, und daß in bekannter Weise durch die Stege je zweier in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordneter, mittels Metallringen zusammengehaltener Käfigelemente je eine Rollentasche gebildet ist.The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks. Achieved the goal is that in a cage for rolling elements in rolling bearings, consisting from a number of individual elements made of plastic, e.g. B. a polyamide, which by metal rings connected to them are held together to form a whole, each Cage element consists of two arched side parts, which are laterally spaced from each other by a web extending substantially from the center of each arch are connected, and that in a known manner by the webs two in the circumferential direction spaced apart cage elements held together by means of metal rings a roller pocket is formed.
Es ist an sich bekannt, Käfige für Wälzlager aus einzelnen Stegen aus Kunststoff zu formen, die mit seitlichen Metallringen verbundenen Taschen für die einzelnen Rollkörper bilden: Aber in diesen Käfigen liegen die Wälzkörper mit ihren Stirnseiten an Metall an, wodurch die Vorteile des Kunststoffes für den Käfig weitgehend verlorengehen. Es ist ferner bekannt, Käfige aus Sintermetall in der Weise herzustellen,. daß Zwischenstege aus Sintermetall zwischen zwei Metallringen eingespannt werden und damit Käfigtaschen bilden. Die Herstellung aus Sintermetall hat mit der Kunststoffertigung keine Berührungspunkte.It is known per se, cages for rolling bearings from individual webs to form out of plastic, the pockets connected with metal rings on the side for the individual rolling elements form: But the rolling elements are located in these cages their end faces to metal, which makes the advantages of plastic for the cage largely lost. It is also known, cages made of sintered metal in the Way to manufacture. that intermediate webs made of sintered metal between two metal rings be clamped and thus form cage pockets. The production from sintered metal has no points of contact with plastics production.
Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Zylinderrollenlagers, Fig. 2 einen Teil eines Rollenkäfigs, von innen gesehen, Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Lagerachse durch zwei der Käfigelemente ohne Rollen, Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt mit einer Rolle in der Lage, die sie im zusammengesetzten Lager einnimmt und einer anderen Rolle in der, Lage, die die Rollen haben, wenn sie in den Außenring des Lagers eingesetzt werden sollen, Fig.5 einen Längsschnitt durch einen Teil eines zweireihigen Pendelrollenlagers mit einem Käfig für jede Rollenreihe, Fig. 6 ein Käfigelement von außen gesehen und Fig. 7 und 8 Querschnitte nach den Linien A-A und B-B der Fig. 6.Details and further features of the invention emerge from the Description of two exemplary embodiments shown in the drawing. It shows 1 shows a longitudinal section through part of a cylindrical roller bearing, FIG. 2 shows a Part of a roller cage, seen from the inside, 3 shows a section perpendicular to the bearing axis through two of the cage elements without rollers, Fig. 4 one appropriate cut with a role able to put them in the compound Assumes bearing and another role being able to have the roles when they are to be inserted into the outer ring of the bearing, Fig. 5 is a longitudinal section by part of a double row spherical roller bearing with a cage for each Row of rollers, FIG. 6 a cage element seen from the outside, and FIGS. 7 and 8 cross sections along lines A-A and B-B of FIG. 6.
Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung bezeichnet 1 den Außenring des Lagers und 2 seinen Innenring, zwischen denen sich die Rollen 3 befinden. Um die Rollen auseinanderzuhalten und im Lager festzuhalten, wenn der Innenring des Lagers entfernt wird, ist das Lager mit einem Rollenkäfig versehen, der aus einer der, Menge der Rollen entsprechenden Anzahl von Käfigelementen 4 aus Kunststoff besteht. Die Elemente, die aus einem Polyamid oder anderem geeignetem Kunststoff hergestellt sein können, werden an jeder Seite von einem an ihnen befestigten Metallring 5 zusammengehalten. Jedes Käfigelement besteht aus zwei bogenförmigen Seitenteilen 6, die durch einen Steg 7 verbunden werden, der gleichzeitig der Trennsteg für zwei nebeneinanderliegende Rollen 3 ist. Die Stege haben eine oder mehrere Aussparungen 8, um Gewicht und Werkstoffverbrauch zu verringern. Jeder Steg ist außerdem am mittleren Teil noch mit einer, nach innen gerichteten Zunge 9 versehen. Die Seitenflächen der Stege sind so geformt, daß sie sich der Rollenform anschließen, während die Zungen 9 am zweckmäßigsten ebene Seitenflächen haben. Die Außenflächen der Seitenteile 6 können mit Rillen 10 od. dgl. zum Festsetzen der an jeder Seite anzubringenden Metallringe 5 versehen sein. Diese Ringe haben einen im wesentlichen ebenen Mittelteil, an dem sich eine innere und eine äußere nach innen gerichtete Kante anschließen, so daß der Querschnitt des Ringes U-förmig ist. Beim Zusammensetzen des Käfigs wird die äußere zylindrische Kante in die Rille 10 eingerollt oder eingebogen, wodurch die erforderliche Anzahl der Käfigelemente 4 zu einer Einheit zusammengefügt wird.In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 Invention denotes 1 the outer ring of the bearing and 2 its inner ring, between which are the rollers 3. To tell the roles apart and in the warehouse to hold on when the inner ring of the bearing is removed is the bearing with a Roller cage is provided, the number of which corresponds to the number of rollers of cage elements 4 made of plastic. The elements made of a polyamide or other suitable plastic will be made on each side held together by a metal ring 5 attached to them. Every cage element consists of two arched side parts 6, which are connected by a web 7 which is at the same time the separator for two adjacent rolls 3. The webs have one or more recesses 8 to reduce weight and material consumption to reduce. Each bridge is also on the middle part with one, inward directed tongue 9 is provided. The side surfaces of the webs are shaped so that they join the roll form, while the tongues 9 are most expediently flat side surfaces to have. The outer surfaces of the side parts 6 can be fixed with grooves 10 or the like the metal rings 5 to be attached to each side. Have these rings a substantially flat central part, on which an inner and an outer Connect inwardly directed edge so that the cross-section of the ring is U-shaped is. When assembling the cage, the outer cylindrical edge goes into the groove 10 rolled up or bent in, making the required number of cage elements 4 is assembled into one unit.
Jedes Käfigelement ist mit runden oder länglichen Zapfen 11 versehen, die an den Außenflächen der Seitenteile 6 herausragen und am zweckmäßigsten in Verlängerung der Stege 7 angebracht sind. Diese Zapfen werden in entsprechende Löcher in den Ringen 5 eingepaßt, wodurch der Abstand der Einzelteile voneinander mit großer Genauigkeit festgelegt wird und unabhängig von Temperaturschwankungen ist. Zwischen zwei nebeneinanderliegenden Käfigelementen 4 ist ein Spiel oder Abstand 12 gelassen, so daß sie sich bei Erwärmung bedeutend mehr ausdehnen können als die Metallringe, ohne miteinander in Berührung zu kommen. Die Metallringe dagegen sind ebenso maßbeständig wie das Rollenlager an sich und können leicht mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden. Sie bestimmen vollständig die Lage der einzelnen Trennstege sowie die Genauigkeit und Maßbeständigkeit des ganzen Käfigs. Die Maßveränderungen der Kunststoffelemente haben daher keine Einwirkung auf die Genauigkeit des Gesamtkäfigs.Each cage element is provided with round or elongated pins 11, which protrude on the outer surfaces of the side parts 6 and most expediently in extension the webs 7 are attached. These pegs are inserted into corresponding holes in the Rings 5 fitted, whereby the distance between the items from each other with great accuracy is determined and is independent of temperature fluctuations. Between two adjacent Cage elements 4 are left a game or distance 12, so that they are when heated can expand significantly more than the metal rings without touching each other get. The metal rings, on the other hand, are just as dimensionally stable as the roller bearing per se and can easily be manufactured with the required accuracy. You completely determine the position of the individual dividers and the accuracy and dimensional stability of the whole cage. The dimensional changes of the plastic elements therefore have no effect on the accuracy of the overall cage.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird jede Rollentasche von den Stegen zweier nebeneinanderliegender Käfigelemente gebildet. Die Rollen werden in die Taschen eingesetzt, indem sie an den Zungen 9 vorbeigezwungen werden, die dabei so weit auseinanderfedern, wie es notwendig ist, um die Rolle an ihnen vorbeizuführen. Die Stege sollen dabei eine so große Starrheit im Verhältnis zum Gewicht der Rollen haben, daß sie imstande sind, nach ihrem Zurückfedern die Rollen an ihren Plätzen zu halten. Die Rollentaschen werden zweckmäßig so ausgeführt, daß die Rollen sich nach innen verschieben können, wie es bei der Rolle rechts in Fig. 4 gezeigt ist, und zwar so weit, daß beim Zusammensetzen des Lagers der Rollensatz in den Außenring 1 des Lagers am Bord vorbei eingeführt werden kann.As can be seen from Fig. 3, each roll bag is from the webs of two adjacent cage elements formed. The rolls are in the pockets used by being forced past the tongues 9, which so far Spring apart as necessary to get the roll past them. the Bridges should be so rigid in relation to the weight of the rollers have that they are able to spring back the scrolls in their places to keep. The roller pockets are expediently designed so that the rollers can move inwards, as shown for the role on the right in Fig. 4, so far that when assembling the bearing the roller set in the outer ring 1 of the camp can be introduced past the board.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen die Erfindung in Anwendung bei einem zweireihigen Pendelrollenlager. Die Grundform jedes Rollenkäfigs ist in diesem Fall kegelig. Die Zungen jedes Käfigelementes sind nach außen gerichtet, und die Rollen werden von außen in die gebildeten Taschen eingesetzt, wobei die Zungen weggebogen werden, um die Rollen vorbeizulassen. Um die Federung der Zungen zu erhöhen, ist jede Zunge mit einer Ausnehmung 13 versehen, so daß ein paar dünne, leicht biegsame Lippen gebildet werden. Diese Ausführungsform ist im Prinzip auch für Kegelrollenlager, anwendbar.Figs. 5 to 8 show the invention applied to a double row Spherical roller bearings. The basic shape of each roller cage is conical in this case. The tongues of each cage element are directed outwards and the rollers will inserted into the formed pockets from the outside, whereby the tongues are bent away, to let the roles pass. To increase the resilience of the tongues, each tongue is provided with a recess 13 so that a pair of thin, easily flexible lips are formed. This embodiment is in principle also for tapered roller bearings, applicable.
Wenn die Erfindung für Zylinderrollenlager mit Innenringborden verwendet werden soll, werden die Rollenkäfige im Prinzip zweckmäßig in derselben Weise ausgeführt wie der, in den Fig. 5 bis 8 gezeigte Käfig, d. h. mit nach außen gerichteten Zungen. Die Rillen 10 können natürlich an den Innenflächen der Seitenteile oder sowohl an den Innen- als auch an den Außenflächen vorgesehen werden, wobei die dazugehörende Kante bzw. Kanten der Metallringe in die betreffende Rille eingebogen wird.When the invention is used for cylindrical roller bearings with inner ring flanges is to be, the roller cages are in principle expediently carried out in the same way like the cage shown in Figs. H. with outward tongues. The grooves 10 can of course be on the inner surfaces of the side parts or on both the inner and outer surfaces are provided, with the associated Edge or edges of the metal rings is bent into the relevant groove.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen, sind alle Flächen, mit denen die Rollen in Berührung kommen, aus Kunststoff, während die Metallringe niemals die Rollen berühren. Der Rollenkäfig hat daher alle Vorteile des Kunststoffkäfigs mit geringer Reibung und geringem Gewicht und hat gleichzeitig die Stärke und Maßbeständigkeit eines Käfigs aus Metall. Die einzelnen Käfigelemente können mit viel billigeren Werkzeugen gefertigt werden, als für die Herstellung von Kunststoffkäfigen aus einem Stück erforderlich wären.As can be seen from the drawing, all surfaces with which the Rollers come into contact, made of plastic, while the metal rings never die Touch roles. The roller cage therefore has all the advantages of the plastic cage low friction and light weight and at the same time has the strength and dimensional stability a metal cage. The individual cage elements can be made with much cheaper ones Tools are made than for the production of plastic cages from one Pieces would be required.
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