DE4013555A1

DE4013555A1 - High speed rotor bearing - has inner and outer grooves for ball race

Info

Publication number: DE4013555A1
Application number: DE19904013555
Authority: DE
Inventors: Franz Ing Grad Willert
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1991-10-31

Abstract

A ball race for a rotor bearing is located at each side of a grooved spindle. An outer grooved ring surrounds the race. For the purpose of assembly, deeper grooves are formed in the spindle shaft. Pref. the ring (1) has a groove (4) for the ball bearings. The spindle (3) has groove (5) opposite. The ball bearings (6) are contained in the cage (8), and project through the gaps (7). For the purpose of assembly, another groove (9) is formed on the spindle (3), to a depth (10). ADVANTAGE - The groove in the outer ring enables the race to run at a very high speed, as the centrifugal thrust of the race is positioned in the outer groove.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugellager, bestehend aus zwei in axialem Abstand angeordneten Laufringen, welche in einem hohlzylindrischen Gehäuse angeordnet sind, und einer dazu konzentrischen Welle, wobei die Laufringe und die Welle einander gegenüberliegende Laufbahnen aufweisen, zwischen denen in geschlossenen Taschen eines Fensterkäfigs angeordnete Kugeln abrollen und von denen je eine als Schrägschulterlaufbahn mit nach außen weisender Schulter und eine als Rillenlaufbahn ausgebildet ist.The invention relates to a ball bearing consisting of two in the axial Spaced races, which are in a hollow cylindrical Housing are arranged, and a concentric shaft, the Raceways and the shaft have opposing raceways, between those arranged in closed pockets of a window cage Roll balls and one of them as a sloping shoulder track outside shoulder and is designed as a groove track.

Ein derartiges Kugellager ist aus der DE-OS 37 13 573 bekannt, wo es als OE-Spinnrotor-Lager eingesetzt ist. Bei dieser Lagerkonstruktion werden die Außenlaufbahnen durch die Schrägschulterlaufbahnen gebildet, während auf der Welle Rillenlaufbahnen vorgesehen sind. Dies hat den Vorteil der relativ einfachen Montage, bringt jedoch bei sehr hohen Drehzahlen den Nachteil mit sich, daß aufgrund der Zentrifugalkräfte die Kugeln aus der durch die Schulter gebildeten Laufbahn herauswandern und auf dem neben der Laufbahn liegenden Teil des Laufringes abrollen, der naturgemäß weniger genau geschliffen ist und erhebliche Rauhigkeiten aufweist. Folglich können bei einem derartigen Lager bei hohen Drehzahlen Lagerausfälle auftreten.Such a ball bearing is known from DE-OS 37 13 573, where it as OE spinning rotor bearing is used. With this bearing construction the outer raceways formed by the oblique shoulder raceways, while Grooved raceways are provided on the shaft. This has the advantage of relatively simple assembly, but brings the very high speeds Disadvantage that the balls from the centrifugal forces hike out through the shoulder and on the next unroll the part of the race that lies naturally in the race is less precisely ground and has considerable roughness. Consequently, such a bearing can operate at high speeds Bearing failures occur.

Andere Ausführungen umgehen dieses Problem, indem auch die Außenlauf bahn als Vollrille ausgebildet ist. Dies wiederum ist aus Montagegründen nur dann möglich, wenn anstelle eines Fensterkäfigs ein sogenannter Schnappkäfig verwendet wird, der nach Einbringen der Kugeln in die Lauf bahnen axial auf die Wälzkörper aufgeschoben werden kann. Diese Käfige erweisen sich wiederum für hohe Drehzahlen ungeeignet, da sie sich infolge der Zentrifugalkräfte öffnen, womit eine genaue Führung der Wälzkörper nicht mehr gegeben ist. Ausführungen dieser Lagerart sind mit den gegen Zentrifugalkräfte widerstandsfähigen Fensterkäfigen nicht montierbar.Other designs circumvent this problem by including the outer barrel track is designed as a full groove. This in turn is for assembly reasons only possible if, instead of a window cage, a so-called Snap cage is used after inserting the balls into the barrel tracks can be pushed axially onto the rolling elements. These cages turn out to be unsuitable for high speeds because they as a result of the centrifugal forces open, so that the Rolling element is no longer given. Versions of this type of storage are included the centrifugal window cages are not mountable.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kugellager zu schaffen, bei dem auch bei hohen Drehzahlen ein sicheres Abrollen und eine sichere Führung der Wälzkörper in der Außenlaufbahn gewährleistet ist und das dennoch einfach und wirtschaftlich montiert werden kann.The object of the present invention is to provide a ball bearing create a safe rolling and at high speeds ensures a safe guidance of the rolling elements in the outer raceway is and that it can be installed easily and economically.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rillenlaufbahnen jeweils auf den Laufringen und die Schrägschulterlaufbahnen jeweils auf der Welle angeordnet sind, wobei axial zwischen den Schrägschulterlaufbahnen wenigstens eine Montagenut zur Aufnahme der Kugeln während der Montage vorgesehen ist.This object is achieved in that the groove tracks each the races and the inclined shoulder raceways each on the shaft are arranged, axially between the inclined shoulder raceways at least one mounting groove for receiving the balls during the Assembly is provided.

Durch die Ausbildung der äußeren Laufbahn als Rillenlaufbahn ist sicherge stellt, daß auch bei höchsten Drehzahlen die Kugeln sicher in der Außenlaufbahn geführt sind. Die Anordnung wenigstens einer Montagenut axial zwischen den Schrägschulterlaufbahnen auf der Welle ermöglicht darüberhinaus eine einfache und wirtschaftliche Montage. Dazu wird zunächst einer der Käfige über diese Nut gebracht und von außen mit Kugeln befüllt, welche nach innen so weit durchfallen, bis sie auf dem Nutgrund aufliegen. Anschließend wird der Außenring mit der Rillenlaufbahn über die Montagenut gebracht und zusammen mit dem Paket aus Käfig und Wälzkörpern über die Schrägschulterlaufbahn geschoben, wobei sich die Kugeln radial nach außen bewegen bis sie in der rillenförmigen Außenlaufbahn zur Anlage kommen. Dieser Vorgang erfolgt für beide Kugelsätze und Laufringe nacheinander, worauf dann die äußeren Laufringe in ihrem Abstand gehalten und gemeinsam mit der Welle in das Gehäuse eingesetzt werden. Dieser Vorgang ist nur durchführbar, wenn der Nutgrunddurchmesser der Montagenut kleiner ist als der um zwei Kugeldurchmesser verringerte kleinste Innendurchmesser der Laufringe.The formation of the outer raceway as a grooved raceway is secure makes sure that the balls are safely in the Are run. The arrangement of at least one mounting groove axially between the inclined shoulder raceways on the shaft furthermore a simple and economical assembly. This will first brought one of the cages over this groove and with from the outside Filled balls, which fall through until they hit the Lay on the bottom of the groove. Then the outer ring with the Grooved track brought over the assembly groove and together with the Package of cage and rolling elements on the sloping shoulder track pushed, with the balls moving radially outwards until they are in the groove-shaped outer raceway come to rest. This is done for both sets of balls and races one after the other, then the outer ones Races kept at their distance and together with the shaft in it Housing are used. This process can only be carried out if the Groove base diameter of the mounting groove is smaller than that of two Ball diameter reduced smallest inner diameter of the races.

Eine besonders einfache Montage ist dann gegeben, wenn neben jeder Schrägschulterlaufbahn auf der Welle und zwar auf der von der Schulter abgewandten Seite, eine Montagenut vorgesehen ist.A particularly simple assembly is given when next to everyone Inclined shoulder track on the shaft, namely on the shoulder opposite side, an assembly groove is provided.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment explained. Show it:

Fig. 1 ein Kugellager für hohe Drehzahlen im fertigmontierten Zustand und Fig. 1 is a ball bearing for high speeds in the fully assembled state and

Fig. 2 das Lager nach Fig. 1 während der Montage. Fig. 2 shows the bearing of Fig. 1 during assembly.

Fig. 1 zeigt ein Kugellager für hohe Drehzahlen, welches aus zwei in axialem Abstand angeordneten Laufringen 1, die in einem hohlzylindrischen Gehäuse 2 angeordnet sind, und einer konzentrischen Welle 3 besteht. Die Laufringe 1 und die Welle 3 weisen einander gegenüberliegende Laufbahnen 4, 5 auf, wobei die innere Laufbahn 5 auf der Welle 3 als Schrägschulter laufbahn und die äußere Laufbahn 4 in den Laufringen 1 als Rillenlaufbahn ausgeführt ist. Zwischen den Laufbahnen 4, 5 rollen Kugeln 6 ab, die in geschlossenen Taschen 7 eines Fensterkäfigs 8 angeordnet sind. Axial neben den Schrägschulterlaufbahnen 5 auf der Welle sind im Gehäuseinneren liegende Montagenuten 9 vorgesehen, die zur Aufnahme der Kugeln 6 während der Montage dienen und deren Nutgrunddurchmesser 10 kleiner ist als der um zwei Kugeldurchmesser verringerte kleinste Innendurchmesser 11 des zugehörigen Laufringes 1. Im fertigmontierten Zustand sind die Laufringe durch die Sicherungsringe 12 im Gehäuse festgelegt und durch die Hülse 13 auf Abstand gehalten. Fig. 1 shows a ball bearing for high speeds, which consists of two axially spaced races 1 , which are arranged in a hollow cylindrical housing 2 , and a concentric shaft 3 . The races 1 and the shaft 3 have mutually opposite raceways 4 , 5 , the inner race 5 on the shaft 3 as an inclined shoulder raceway and the outer race 4 in the raceways 1 as a groove raceway. Between the raceways 4 , 5 balls 6 roll, which are arranged in closed pockets 7 of a window cage 8 . Axially next to the inclined shoulder raceways 5 on the shaft, there are provided mounting grooves 9 inside the housing, which serve to receive the balls 6 during assembly and whose groove base diameter 10 is smaller than the smallest inner diameter 11 of the associated raceway 1 reduced by two ball diameters. In the fully assembled state, the races are fixed by the retaining rings 12 in the housing and kept at a distance by the sleeve 13 .

In Fig. 2 sind die Laufringe 1, die Kugeln 6 und Käfige 8 sowie die Welle 3 des Kugellagers nach Fig. 1 im Montagezustand zu erkennen, wobei die linke Bildhälfte den Zustand vor und die rechte Bildhälfte den Zustand nach Montage des Laufringes 1 zeigt. Der Käfig 8 wurde zunächst über die Montagenuten 9 gebracht und von außen mit den Kugeln 6 befüllt, welche dann am Nutgrund der Montagenut 9 anliegen. Der Hüllkreisdurchmesser der in der Montagenut angeordneten Kugeln 6 ist kleiner als der kleinste Innendurchmesser 11 des Laufringes 1, so daß dieser problemlos über die Kugeln 6 geschoben werden kann. Zur Montage werden das Paket aus Laufring 1, Kugeln 6 und Käfig 8 axial in Richtung der Schrägschulterlaufbahn 5 verschoben, wobei die Kugeln 6 radial nach außen bewegt werden und sich in die Laufrille 4 des Laufringes 1 einlegen. Dies wird an beiden Laufbahnpaaren durchgeführt, so daß eine mit Lagern vormontierte Welle vorliegt, die, nachdem die Laufringe 1 durch die geschlitzte Hülse 13 in axialem Abstand gehalten sind, in das Gehäuse 2 eingesetzt und dort z. B. verklebt werden können.In Fig. 2, the races 1 , the balls 6 and cages 8 and the shaft 3 of the ball bearing of Fig. 1 can be seen in the assembled state, the left half of the picture shows the state before and the right half shows the state after mounting the race 1 . The cage 8 was first brought over the mounting grooves 9 and filled from the outside with the balls 6 , which then rest on the groove base of the mounting groove 9 . The enveloping circle diameter of the balls 6 arranged in the mounting groove is smaller than the smallest inner diameter 11 of the race 1 , so that it can be pushed over the balls 6 without any problems. For assembly, the packet of race 1 , balls 6 and cage 8 are axially displaced in the direction of the inclined shoulder race 5 , the balls 6 being moved radially outwards and inserting into the raceway 4 of the race 1 . This is carried out on both pairs of tracks, so that there is a pre-assembled shaft with bearings which, after the races 1 are held at an axial distance by the slotted sleeve 13 , inserted into the housing 2 and there z. B. can be glued.

Derartige Lagerungen können bei OE-Spinnrotor-Lagern verwendet werden; sie finden aber auch Anwendungen in anderen Bauteilen mit hohen Drehzahlen.Such bearings can be used in OE spinning rotor bearings; but they also find applications in other components with high Speeds.

Claims

1. Ball bearing, consisting of two axially spaced races ( 1 ), which are arranged in a hollow cylindrical housing ( 2 ), and a concentric shaft ( 3 ), the races ( 1 ) and the shaft ( 3 ) opposite one another Have raceways ( 4 , 5 ), between which balls ( 6 ) arranged in closed pockets ( 7 ) of a window cage ( 8 ) roll, and each of which is designed as an inclined shoulder raceway ( 5 ) with an outwardly facing shoulder and one as a groove raceway ( 4 ) characterized in that the grooved raceways ( 4 ) are each arranged in the races ( 1 ) and the inclined shoulder raceways ( 5 ) are each arranged on the shaft ( 3 ), with at least one mounting groove ( 9 ) for receiving axially between the inclined shoulder raceways ( 5 ) the balls ( 6 ) is provided during assembly.

2. Ball bearing according to claim 1, characterized in that axially next to each inclined shoulder race ( 5 ) on the side facing away from the shoulder, a mounting groove ( 9 ) is provided.

3. Ball bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the groove base diameter ( 10 ) of the mounting groove ( 9 ) is smaller than the smallest inner diameter ( 11 ) of the races ( 1 ) reduced by two ball diameters.