DE3636062A1

DE3636062A1 - Taper roller thrust bearing

Info

Publication number: DE3636062A1
Application number: DE19863636062
Authority: DE
Inventors: Herbert Botzelmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1987-11-05

Abstract

In a taper roller thrust bearing, the radial support for the taper rollers is provided by a separate supporting ring which surrounds the rollers and which, if required, can be part of the guide cage of the taper rollers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Axial-Kegelrollenlager mit zwei Druckscheiben, deren einander zugewandte Flächen radial nach außen divergieren und Laufflächen für zwischen den Druck scheiben liegende Kegelrollen bilden, die gegen radial außen liegende Führungen abgestützt sind und denen ein Führungskäfig zugeordnet ist, der einen inneren und einen äußeren Ring aufweist.The invention relates to an axial tapered roller bearing with two Thrust washers, their mutually facing surfaces radially after diverge outside and treads for between the pressure disc tapered rollers form against radial external guides are supported and one Guide cage is assigned to one inner and one has outer ring.

Bei aus der Praxis bekannten Axial-Kegelrollenlagern sind die eine radial äußere Abstützung für die Kegelrollen bil denden Führungen durch Borde gebildet, die gegenüber den Laufflächen der Druckscheiben vorspringen. Zwischen den Borden und den umlaufenden Rollen ergeben sich hohe Reib kräfte, bedingt durch die Fliehkräfte, die aus den Axial kräften bedingten Anpreßkräfte und die aufgrund der hohen Drehzahlen der Rollen insbesondere in deren Umfangsbereich sehr hohen Geschwindigkeiten.In axial tapered roller bearings known from practice which is a radially outer support for the tapered rollers bil The guides formed by shelves opposite the Project the running surfaces of the thrust washers. Between Borders and the rotating rollers result in high friction forces caused by the centrifugal forces that arise from the axial force-related contact forces and those due to the high Rotational speeds of the rollers in particular in their peripheral area very high speeds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auftretenden Reibkräfte zu verringern.The invention has for its object the occurring Reduce frictional forces.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der äußere Ring des Führungskäfigs die radial äußere Abstützung für die Kegelrollen bildet. Bei einer solchen Lösung können die Rollen im zentrumsnahen Bereich abgestützt werden, so daß sich zumindest geringe Relativgeschwindigkeiten zwischen Rolle und abstützendem Bauteil ergeben.According to the invention, this is achieved in that the outer ring of the guide cage the radially outer support forms for the tapered rollers. With such a solution you can the roles are supported in the area near the center, so that there are at least low relative speeds between Roll and supporting component result.

In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweck mäßig, wenn die Kegelrollen unter Zwischenschaltung von Stützkugeln am äußeren Ring abgestützt sind. Hierbei kann der äußere Ring als Bestandteil des ein- oder mehrteiligen Käfigs oder auch unabhängig vom Käfig vorgesehen sein. Weiter kann der äußere Ring über den Käfig und den inneren Ring in gleicher Weise wie die Druckscheiben zentriert sein, oder es kann der äußere Ring auch schwimmend angeordnet sein und seine Zentrierung über die von den Kegelrollen ausge übten Stützkräfte erfahren. Die Stützkugeln können Bestand teil eines Kugelrings sein, der in Umfangsrichtung über entsprechende Zuordnung zu den Kammern des Führungskäfigs für die Kegelrollen so angeordnet ist, daß jeweils eine Stützkugel etwa zentral über der jeweiligen Kegelrolle liegt.In an embodiment of the invention, it proves to be useful moderate if the tapered rollers with the interposition of Support balls are supported on the outer ring. Here can the outer ring as part of the one-part or multi-part Cage or be provided independently of the cage. The outer ring can go over the cage and the inner one Ring be centered in the same way as the thrust washers, or the outer ring can also be arranged in a floating manner and its centering over that of the tapered rollers experienced support forces experienced. The support balls can last be part of a spherical ring that extends in the circumferential direction corresponding allocation to the chambers of the guide cage is arranged for the tapered rollers so that one Support ball approximately centrally above the respective tapered roller lies.

Eine besonders einfache erfindungsgemäße Ausgestaltung er gibt sich dann, wenn die Kegelrollen an ihrer radial außen liegenden Stirnfläche konvexe Stützflächen aufweisen, die bevorzugt durch die entsprechend kugelsegmentartig ge schliffenen Endzonen der Kegelrollen gebildet sind.A particularly simple embodiment according to the invention occurs when the tapered rollers are on their radially outside lying end face have convex support surfaces that preferably by the corresponding spherical segment ge ground end zones of the tapered rollers are formed.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigen in schematischen Schnitt darstellungen:The invention is described below with reference to exemplary embodiments play explained in more detail. They show a schematic section representations:

Fig. 1 ein Axial-Kegelrollen-Lager in aus der Praxis bekannter Ausführungsform, Fig. 1 is an axial tapered roller bearing in known from practical embodiment,

Fig. 2 ein Kegelrollenlager gemäß der Erfindung in einer ersten Ausgestaltung mit radialer Abstützung der Kegelrollen über Stütz kugeln, und Fig. 2 balls a tapered roller bearing according to the invention in a first embodiment with radial support of the tapered rollers via support, and

Fig. 3 ein Kegelrollenlager gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform mit den radial äußeren Stirnflächen der Kegelrollen zuge ordneten konvexen Stützflächen. Fig. 3 shows a tapered roller bearing according to the invention in a second embodiment with the radially outer end faces of the tapered rollers assigned convex support surfaces.

Bei dem bekannten Axial-Kegelrollen-Lager gemäß Fig. 1 ist in der gezeigten Schnittdarstellung lediglich die obere Lagerhälfte dargestellt und es sind von dem insgesamt mit 1 bezeichneten Lager die Druckscheiben mit 2 und 3 bezeichnet. Zwischen den Druckscheiben liegen die Kegel rollen 4, die sich radial nach außen verdicken und die in einem Führungskäfig 5 geführt sind, der einen Innenring 6, einen Außenring 7 und hier nicht weiter dargestellte, Innen- und Außenring verbindende, radiale Stege aufweist.In the known axial tapered roller bearing according to FIG. 1, only the upper half of the bearing is shown in the sectional view shown and the thrust washers are designated by 2 and 3 of the bearing designated as a whole by 1 . Between the thrust washers, the cones roll 4 , which thicken radially outwards and which are guided in a guide cage 5 which has an inner ring 6 , an outer ring 7 and radial webs, not shown here, connecting the inner and outer ring.

Die Druckscheiben 2 und 3 weisen, entsprechend der Kegel form der Rollen 4, an ihren einander zugewandten Seiten radial nach außen divergierende Laufflächen 8 und 9 auf, die radial außen jeweils mit einem vorspringenden Bord 10 und 11 versehen sind. Die Borde 10 und 11 bilden mit ihren den Kegelrollen 4 zugewandten Ringflächen Anlagen für die Kegelrollen 4, und übernehmen damit die radiale Abstützung der Kegelrollen. Hierdurch ergeben sich ver hältnismäßig hohe Reibkräfte zwischen den Kegelrollen 4 und den Borden 10 und 11, da die Kegelrollen 4 gegenüber den Borden 10 und 11 sich gleitend abstützen und zudem die Kegelrollen 4 im Bereich ihrer dem Mantel benachbarten Zone die höchsten Drehgeschwindigkeiten haben. The thrust washers 2 and 3 have, corresponding to the cone shape of the rollers 4 , on their mutually facing sides radially outwardly diverging treads 8 and 9 , which are each provided radially on the outside with a projecting rim 10 and 11 . The rims 10 and 11 form with their tapered rollers 4 facing ring surfaces systems for the tapered rollers 4 , and thus take over the radial support of the tapered rollers. This results in relatively high frictional forces between the tapered rollers 4 and the ribs 10 and 11 , since the tapered rollers 4 are supported in a sliding manner relative to the ribs 10 and 11 and also the tapered rollers 4 have the highest rotational speeds in the region of their zone adjacent to the jacket.

Hierdurch ergeben sich verhältnismäßig hohe Reibverluste.This results in relatively high friction losses.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Fig. 2, die eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung zeigt, finden analoge Bezugszeichen Verwendung. Das Lager ist insgesamt mit 101 bezeichnet, die Druckscheiben mit 102 und 103. Zur Führung der Kegelrollen 104 ist auch hier ein Führungskäfig 105 vorgesehen, der einen Innenring 106 und einen Außenring 107 aufweist. Der Außenring 107 kann mit dem Innenring über nicht weiter dargestellte Stege ver bunden sein, die Kammern begrenzen, innerhalb derer je weils eine Kegelrolle 104 angeordnet ist. Radial nach außen ist diese Kegelrolle über eine Stützkugel 115 ab gestützt, die etwa zentral über der Kegelrolle 104 liegt und sich ihrerseits am Außenring 107 abstützt. Die den einzelnen Kegelrollen 104 zugeordneten Stützkugeln können Bestandteil eines Kugelringes 116 sein, der zweckmäßiger weise ein Bestandteil des in seinen konstruktiven Details nicht näher gezeigten Führungskäfiges ist.In the inventive embodiment according to Fig. 2, showing one of the Fig. 1 representation corresponding, analogous reference numerals are used. The bearing is labeled 101 overall, the thrust washers 102 and 103 . To guide the tapered rollers 104 , a guide cage 105 is also provided here, which has an inner ring 106 and an outer ring 107 . The outer ring 107 can be connected to the inner ring via webs, not shown, connected to limit the chambers, within each of which a tapered roller 104 is arranged. Radially outwards, this tapered roller is supported by a support ball 115 , which is located approximately centrally above the tapered roller 104 and is supported on the outer ring 107 . The support balls assigned to the individual tapered rollers 104 can be part of a ball ring 116 , which is expediently a part of the guide cage, which is not shown in detail in its structural details.

Bei einer solchen Ausgestaltung werden die radialen Stütz kräfte der Kegelrollen 104 über die Stützkugeln 115 auf den Außenring 107 übertragen, der seinerseits über den Innen ring 106 zusammen mit den Druckscheiben 102 und 103 zen tiert sein oder auch, gegebenenfalls zusammen mit den Innen ring, schwimmend zwischen den Druckscheiben 102 und 103 an geordnet sein kann und dann über die Kegelrollen 104 selbst zentrierend gehalten ist.In such an embodiment, the radial support forces of the tapered rollers 104 are transmitted via the support balls 115 to the outer ring 107 , which in turn be zen tiert over the inner ring 106 together with the pressure plates 102 and 103 or, optionally together with the inner ring, floating can be arranged between the thrust washers 102 and 103 and is then held centering itself via the tapered rollers 104 .

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, wobei wiederum entsprechende Bezugszeichen Verwendung finden. Auch Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 1, wobei das Lager insgesamt mit 201 bezeichnet ist. A further embodiment according to the invention is shown in FIG. 3, corresponding reference numerals again being used. FIG. 3 also shows a sectional illustration according to FIG. 1, the bearing being designated as a whole by 201 .

Als Bezugszeichen sind ferner vorgesehen 202, 203 für die Druckscheiben, 204 für die Kegelrollen, 205 für den Führungs käfig, 206 für den Innenring und 207 für den Außenring. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 findet keine Ab stützung der Kegelrollen 204 gegen die Druckscheiben 202 und 203 unmittelbar statt, sondern es werden die Kegel rollen 204 wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ra dial gegen den Außenring 207 abgestützt. Die Abstützung der Kegelrollen 204 erfolgt unmittelbar gegen den Außenring 207 über die konvex geformten Stützflächen 220, die die radial äußere stirnseitige Begrenzung der Kegelrollen bilden. Die Kegelrollen 204 sind endseitig hier somit als Kugelsegmente ausgebildet und liegen unmittelbar am Außenring 207 an.Also provided as reference numerals 202, 203 for the thrust washers, 204 for the tapered rollers, 205 for the guide cage, 206 for the inner ring and 207 for the outer ring. As in the embodiment of FIG. 2 shall not from support of the tapered rollers 204 against the thrust washers 202 and 203 directly instead, but covers the conical rollers 204 as in the embodiment of FIG. 2 ra dial supported against the outer ring 207th The tapered rollers 204 are supported directly against the outer ring 207 via the convexly shaped support surfaces 220 , which form the radially outer front-side boundary of the tapered rollers. The tapered rollers 204 are thus designed as spherical segments at the end and lie directly on the outer ring 207 .

Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 erfolgt die Ab stützung der Kegelrollen 204 im wesentlichen zentral, so daß nur geringe Relativgeschwindigkeiten zwischen den Kegelrollen 204 und dem Außenring 207 auftreten. Auch bei dieser Aus führungsform kann der Außenring vom Innenring 205 des Führungskäfiges getrennt ausgeführt sein oder mit dem Innenring 206 eine Einheit bilden.As in the embodiment of FIG. 2, the tapered rollers 204 are supported essentially centrally, so that only low relative speeds occur between the tapered rollers 204 and the outer ring 207 . In this embodiment, too, the outer ring can be made separately from the inner ring 205 of the guide cage or form a unit with the inner ring 206 .

Claims

1. Axial tapered roller bearings with two thrust washers, the facing surfaces of which diverge radially outwards and form running surfaces for tapered rollers lying between the thrust washers, which are supported against radially outer guides and to which a guide cage is assigned which has an inner and an outer ring characterized in that the outer ring ( 107 , 207 ) forms the radially outer support for the tapered rollers ( 104 , 204 ).

2. Axial tapered roller bearing according to claim 1, characterized in that the tapered rollers ( 104 ) are supported with the interposition of support balls ( 115 ) on the outer ring ( 107 ).

3. axial tapered roller bearing according to claim 1, characterized in that the tapered rollers ( 204 ) on their radially outer end face convex support surfaces ( 220 ).

4. axial tapered roller bearing according to claim 3, characterized in that the convex support surfaces ( 220 ) are each formed by a ball segment.