WO2023208268A1 - Axiallageranordnung mit von einem einteiligen lagerkäfig eingefassten lagerrollen - Google Patents

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WO2023208268A1
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solid cage
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Wolfgang Fugel
Frank Schoenstein
Andreas Kirschner
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the present invention relates to a substantially axial bearing arrangement with a plurality of bearing rollers, which are surrounded by a one-piece annular solid cage to form a flat or conical bearing ring, according to the preamble of claim 1.
  • axial or angular contact bearing arrangements are used, which support relatively slow rotational movements or pivoting movements of components relative to a stationary housing or a support structure in the primarily axial direction.
  • An axial bearing arrangement of the type of interest here includes, in addition to flat bearing rings for pure axial bearing, also conical bearing rings, which also have a radial bearing portion.
  • An axial bearing arrangement comprises at least several bearing rollers surrounded by a bearing cage.
  • the axial bearing arrangement can also include at least one axial bearing disk, which provides a raceway for the bearing rollers rolling thereon.
  • raceways can also be provided directly by the adjacent component that is to be axially supported, so that in this case a separate axial bearing disk can be dispensed with.
  • the axial bearing arrangements of interest here have bearing parts that are largely manufactured using metal forming technology, in particular cage means that are largely produced by metal forming technology. Modern forming processes provide the manufacturing technology required to produce bearing parts easily and precisely without cutting from sheet metal material by bending, punching, deep drawing, embossing and the like. State of the art
  • EP 2 672 131 B1 discloses an axial bearing arrangement with cage means in various embodiments that are largely manufactured using metal forming technology.
  • the bearing cage is designed as a so-called sandwich cage and therefore comprises at least two cage ring halves formed from sheet metal material and - in some embodiments - also formed axial bearing disks.
  • the cage ring halves formed from a sheet material are provided on the respective base section with rectangular recesses arranged at a distance from one another along the circumference. These rectangular recesses serve to partially accommodate at least one bearing roller each, so that to ensure rolling bearings, the cage height in the assembled state is smaller than the roller diameter of the bearing rollers.
  • the cage ring halves are mounted to one another via leg sections that are angled in the same direction on the inside and outside radially from the base section and form a U-profile, in that they mesh directly or indirectly with one another. Since the bearing rollers in this prior art have outwardly curved end faces, they can run radially directly on assigned leg sections of the cage ring halves with minimal friction.
  • DE 10 2007 024 582 A1 discloses a generic axial bearing arrangement in the design of a conical bearing ring with a solid cage.
  • a radial bearing component can also be supported by the inclined position.
  • the cylindrical bearing rollers are guided here by a one-piece bearing cage.
  • the bearing cage has an assigned rectangular recess to accommodate the bearing rollers.
  • the bearing rollers With this inclined roller bearing, the bearing rollers are positioned in the radial direction.
  • the bearing rollers are each positioned in the circumferential direction in order to achieve the highest possible vibration damping in the case of a suspension strut bearing.
  • the one-piece ring-shaped solid cage including bearing rollers works together with additional - here also conical - bearing disks to provide the raceways.
  • additional - here also conical - bearing disks to provide the raceways.
  • adjacent axial bearing disks usually only do this when they are installed.
  • the bearing rollers are enclosed to ensure that rolling element sag W is realized on both end faces of the solid cage, for which separate cage means are usually used. Nevertheless, it must be ensured that the overall cage height H is always smaller than the roller diameter D of the bearing rollers.
  • the invention includes the technical teaching that at least one V-groove running in the circumferential direction and formed by plastically displaced material is introduced into the end faces of the solid cage in the area of the webs in such a way that the material sections pressed into the adjacent cage pockets serve as retaining lugs for the roller bodies guided in the cage pockets.
  • the V-groove deforms the material of the solid cage in the web area on both sides so plastically that a rolling element holder is formed.
  • Separate holding means surrounding the openings for accommodating the bearing rollers can therefore be omitted and the bearing rollers are held captively in the solid cage, so that a pre-assembled structural unit is created. This simplifies the final assembly of the axial bearing arrangement with or without additional covering axial bearing washers.
  • the V-grooves can be created using a wedge-ring-shaped embossing tool by forming embossing. This means that the V-grooves can be stamped into all webs on one end of the solid cage at the same time.
  • two coaxially arranged V-grooves of different diameters are introduced into the end faces of the solid cage in such a way that two V-grooves arranged radially spaced apart from one another result per web and end face. This means that the bearing rollers inserted into the openings are reliably enclosed.
  • the openings form complete cage pockets for the predominantly internal bearing rollers.
  • the essentially axial positioning of the roller bodies relative to the opening in the solid body surrounding them is adjusted via the insertion depth of the V-grooves in the surface of the solid cage, in order to thereby define the rolling body sag W.
  • the rolling element sag W describes the axial clearance of the enclosed bearing rollers, which depends not only on the penetration depth of the V-grooves but also on the cage height of the solid cage.
  • the cage height H of the solid cage is preferably dimensioned such that at least 0.3 mm of rolling element sag W is still guaranteed after the V-grooves have been introduced. For the applications of interest here, this is sufficient to compensate for manufacturing tolerances of the adjacent components and the radial loads acting on them.
  • the maximum rolling element sag W should be dimensioned such that the solid cage ensures a distance of at least 0.05 mm from the adjacent raceway surface so that contact does not occur.
  • At least one of the end faces protrude in a raised manner - the cam-shaped formations or the like is provided in order to ensure a substantially axial distance from the adjacent raceway. In certain load situations, this prevents the solid cage from tipping out of its target position.
  • the openings in the solid cage, which form the cage pockets, are preferably rectangular in shape, in particular to accommodate cylindrical bearing rollers.
  • the rectangular openings can be created, for example, by punching.
  • the openings can have a friction-minimizing surface structure at least on one side in the radial contact area, in particular in the contact area of the bearing roller.
  • This surface structuring which can be designed, for example, as corrugations, grooves, roughening, and the like, minimizes the friction-effective component contact surface.
  • the surface structuring must of course be tailored to the dimensional stability resulting from the load. It is also conceivable to integrate lubrication pockets into the surface structuring, which serve as a lubricant reservoir for reliable long-term lubrication of the axial bearing arrangement according to the invention.
  • the solid cage provided with the openings for accommodating the bearing rollers preferably consists of a metal material, for example steel, which can be processed using forming techniques.
  • the solid cage according to the invention can be made from a sheet metal material as a semi-finished product, the thickness of which corresponds to the later cage height.
  • the shape for forming the solid cage according to the invention can be achieved without cutting in a simple manner by punching and embossing.
  • a solid cage designed in this way can withstand high external loads and can therefore be used in particular to form a conical bearing ring in the context of an angular contact thrust bearing, where ordinary plastic cages might not function reliably.
  • At least one radial axis xp of the solid cage and one corresponding thereto Entanglement axis x v of at least one breakthrough runs at an acute entanglement angle a, which can increase the bearing friction.
  • the entanglement angle a between a radial axis xp of the solid cage and the entanglement axis x v of the breakthrough is preferably in the range between 3° and 10°, and is most preferably 5°, in order to achieve an optimum between desired friction and sufficient rolling bearing properties.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an annular solid cage according to a first embodiment for forming a flat bearing ring
  • FIG. 2 shows a perspective partial section through the solid cage according to FIG. 1 in the area of an exemplary opening for receiving bearing rollers
  • FIG. 3 shows a partial cross section through the opening according to FIG. 2 with the bearing roller enclosed therein;
  • Fig. 4 is a top view of the breakthrough according to Fig. 3;
  • Fig. 5 is a top view of another embodiment of the annular
  • Fig. 6 is a detailed view D of the annular solid cage according to Fig. 5 in the area of an exemplary opening.
  • an axial bearing arrangement consists of an annular solid cage 1 made of metal, which in this embodiment is intended to form a flat bearing ring and is arranged at equidistant distances from one another along the Circumferentially extending openings 2 in the radial direction, as well as bearing rollers 3 enclosed therein - not shown.
  • each breakthrough 2 (exemplarily) is limited in the circumferential direction by radial webs 4a and 4b.
  • two V-grooves 6a, 6b or 6a ', 6b' running in the circumferential direction are embossed in the area of the webs 4a, 4b, etc.
  • this forms retaining lugs 7a, 7c (exemplarily) relative to the end face 5b and retaining lugs 7a' and 7c' (exemplary) relative to the opposite end face 5a.
  • the axial positioning of the bearing roller 3 relative to the opening 2a surrounding it is adjusted via the insertion depths of the retaining lugs 7a, 7a' (example) and 7c, 7c' (example) resulting from the V-grooves in the retaining cage in order to reduce the rolling element sag W define.
  • the cage height H is dimensioned smaller than the roller diameter D of the bearing roller 3.
  • the end face 5b of the solid ring 1 shown here in plan view, has raised cam-shaped formations 8 (exemplarily) which are used to maintain axial distance from the adjacent raceway in order to keep the solid cage 1 in the desired position despite high loads during operation to keep.
  • the exemplary opening 2a of the solid cage 1 is essentially rectangular in shape in order to accommodate the cylindrical bearing rollers 1 - not shown here. Furthermore, each breakthrough 2a (as an example) in the radial contact area to the bearing roller 1 has a friction-minimizing surface structure in the form of a lubrication pocket 9 (as an example) for storing lubricant.
  • all openings 2a, 2b, etc. are arranged radially interleaved in order to increase the bearing friction compared to the embodiment described above.
  • the entanglement angle a between a symmetrical radial axis xp of the solid cage 1 and an associated symmetrical entanglement axis x v of the opening 2 is 5 ° here.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axiallageranordnung mit mehreren Lagerrollen (3), die von einem ringförmigen Massivkäfig (1 ) zur Bildung eines flachen oder konischen Lagerrings eingefasst sind, wobei der Massivkäfig (1 ) mit mehreren entlang des Umfangs verteilt angeordneten und durch radiale Stege (4a, 4b) voneinander getrennten Durchbrüchen (2a, 2b) zur Unterbringung der Lagerrollen (3) versehen ist und die überwiegend innenliegend untergebrachten Lagerrollen (3) unter Gewährleistung eines zu beiden Stirnseiten (5a, 5b) realisierten Wälzkörperdurchhangs (W) derart umschlossen sind, dass die Käfighöhe (H) kleiner als der Rollendurchmesser (D) der Lagerrollen (3) ist, wobei in die Stirnseiten (5a, 5b) des Massivkäfigs (1 ) im Bereich der Stege (4a, 4b) jeweils mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende, durch plastisch verdrängtes Material gebildete V-Nut (6a, 6b; 6a', 6b') derart eingebracht ist, dass die hiervon in die benachbarten Durchbrüche (2a, 2b) hinein gedrückten Materialabschnitte als Haltenasen (7a-7d; 7a'-7d') für die in den Durchbrüchen (2a, 2b) geführten Lagerrollen (3) fungieren.

Description

Axiallageranordnung mit von einem einteiligen Laqerkäfiq eingefassten Laqerrollen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine im wesentlichen Axiallageranordnung mit mehreren Lagerrollen, die von einteiligen ringförmigen Massivkäfig zur Bildung eines flachen oder konischen Lagerrings eingefasst sind, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Kraftfahrzeugtechnik. So kommen beispielsweise im Bereich von Hinterachslenkungen oder Federbeinabstützungen Axial- oder Schräglageranordnungen zum Einsatz, welche relativ langsame Drehbewegungen oder Schwenkbewegungen von Bauteilen gegenüber einem ortsfesten Gehäuse beziehungsweise einer Tragstruktur in vornehmlicher Axialrichtung abstützen. Dabei umfasst eine Axiallageranordnung der hier interessierenden Art neben flachen Lagerringen zur reinen Axiallagerung auch konische Lagerringe, welche daneben auch einen Radiallageranteil aufweisen.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung kommen als Lagerrollen neben Zylinderrollen auch Kegelrollen oder Tonnenrollen in Betracht. Eine erfindungsgegenständliche Axiallageranordnung umfasst zumindest mehrere von einem Lagerkäfig eingefasste Lagerrollen. Zusätzlich kann die Axiallageranordnung auch zumindest eine Axiallagerscheibe mit umfassen, welche eine Laufbahn für die hieran abrollenden Lagerrollen bereitstellt. Laufbahnen können jedoch auch direkt vom angrenzenden, axial zu lagernden Bauteil bereitgestellt werden, so dass in diesem Falle auf eine separate Axiallagerscheibe verzichtet werden kann. Die hier interessierenden Axiallageranordnungen besitzen weitestgehend umformtechnisch hergestellte Lagerteile, insbesondere weitestgehend umformtechnisch hergestellte Käfigmittel. Denn moderne Umformverfahren bieten die fertigungstechnische Voraussetzung dafür, Lagerteile einfach und präzise spanlos aus einem Blechmaterial durch Biegen, Stanzen, Tiefziehen, Prägen und dergleichen herzustellen. Stand der Technik
Aus der EP 2 672 131 B1 geht eine Axiallageranordnung mit weitgehend umformtechnisch hergestellten Käfigmitteln in verschiedenen Ausführungsformen hervor. Der Lagerkäfig ist dabei als ein sogenannter Sandwich-Käfig ausgeführt und umfasst insoweit mindestens zwei aus einem Blechmaterial umgeformte Käfigringhälften sowie - bei einigen Ausführungsformen - darüber hinaus auch umgeformte Axiallagerscheiben.
Die aus einem Blechmaterial umgeformten Käfigringhälften sind seitens des jeweiligen Bodenabschnitts mit entlang des Umfangs beabstandet zueinander angeordneten rechteckförmigen Ausnehmungen versehen. Diese rechteckförmigen Ausnehmungen dienen zur teilweise Aufnahme mindestens je einer Lagerrolle, so dass zur Gewährleistung der Wälzlagerung die Käfighöhe im montierten Zustand kleiner ist als der Rollendurchmesser der Lagerrollen. Die Käfigringhälften sind über innen- und außenradial vom Bodenabschnitt gleichsinnig abgewinkelte, ein U-Profil ergebende Schenkelabschnitte miteinander montiert, indem diese direkt oder indirekt ineinandergreifen. Da die Lagerrollen bei diesem Stand der Technik über nach außen gewölbte Stirnflächen verfügen, können diese reibungsminimal direkt an zugeordneten Schenkelabschnitten der Käfigringhälften radial anlaufen.
Aus der DE 10 2007 024 582 A1 geht eine gattungsgemäße Axiallageranordnung in der Bauform eines konischen Lagerrings mit Massivkäfig hervor. Neben der überwiegenden Axiallagerkomponente lässt sich durch die Schrägstellung auch eine Radiallagerkomponente abstützen. Die zylindrischen Lagerrollen werden hier durch einen einstückigen Lagerkäfig geführt. Der Lagerkäfig weist zur Aufnahme der Lagerrollen je zugeordnete rechteckförmige Ausnehmung auf. Bei dieser Schrägrollenlagerung sind die Lagerrollen jeweils in Radialrichtung angestellt. Zusätzlich sind die Lagerrollen jeweils zur Umfangsrichtung angestellt, um eine möglichst hohe Schwingungsdämpfung im Anwendungsfall einer Federbeinlagerung zu erzielen. Der einstückige ringförmige Massivkäfig samt Lagerrollen wirkt bei diesem Stand der Technik mit zusätzlichen - hier ebenfalls konischen - Lagerscheiben zur Bereitstellung der Laufbahnen zusammen. Bei vorbekannten Axiallageranordnungen der vorstehend beschriebenen Art ist sicherzustellen, dass die in die Durchbrüche des Lagerkäfigs eingelegten Lagerrollen unter Wahrung einer bewegungsermöglichenden Spielpassung verliersicher eingefasst sind. Im Stand der Technik übernehmen dies meist angrenzende Axiallagerscheiben erst im montierten Zustand. Außerdem ist bei der hier interessierenden Axiallageranordnung sicherzustellen, dass die Lagerrollen unter Gewährleistung eines zu beiden Stirnseiten des Massivkäfigs realisierten Wälzkörperdurchhangs W umschlossen sind, wozu gewöhnlich separate Käfigmittel zum Einsatz kommen. Trotzdem ist zu gewährleisten, dass die Käfighöhe H insgesamt stets kleiner als der Rollendurchmesser D der Lagerrollen ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axiallageranordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass die vom einstückigen Massivkäfig geführten Lagerrollen hierin mit einfachen technischen Mitteln unter Gewährleistung eines Wälzkörperdurchhangs verliersicher montiert sind.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Axiallageranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass in die Stirnseiten des Massivkäfigs im Bereich der Stege jeweils mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende, durch plastisch verdrängtes Material gebildete V-Nut derart eingebracht ist, dass die hiervon in die benachbarten Käfigtaschen hineingedrückten Materialabschnitte als Haltenasen für die in den Käfigtaschen geführten Rollenkörper fungieren.
Mit anderen Worten wird also durch die V-Nut das Material des Massivkäfigs im Stegbereich beidseits derart plastisch verformt, dass hierdurch eine Wälzkörperhalterung gebildet wird. Separate die Durchbrüche zur Unterbringung der Lagerrollen einfassende Haltemittel können somit entfallen und die Lagerrollen sind verliersicher im Massivkäfig gehalten, so dass eine vormontierte Baueinheit entsteht. Dies vereinfacht die Endmontage der Axiallageranordnung mit oder ohne zusätzliche bedeckende Axiallagerscheiben.
Vorzugsweise lassen sich die V-Nuten mittels eines keilringförmigen Prägewerkzeugs durch umformtechnisches Prägen erzeugen. Hierdurch lassen sich in alle Stege an eine Stirnseite des Massivkäfigs gleichzeitig die V-Nuten einprägen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwei koaxial zueinander angeordnete V-Nuten unterschiedlicher Durchmesser derart in die Stirnseiten des Massivkäfigs eingebracht sind, dass sich pro Steg und Stirnseite zwei radial voneinander beabstandet angeordnete V-Nuten ergeben. Hierdurch werden die in die Durchbrüche eingelegten Lagerrollen zuverlässig eingefasst. Die Durchbrüche bilden insoweit vollständige Käfigtaschen für die überwiegend innenliegenden Lagerrollen.
Gemäß einer andern die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die im Wesentlichen axiale Positionierung der Rollenkörper gegenüber dem diesen je umgebenden Durchbruch im Massivkörper über die Einbringungstiefe der V- Nuten in die Oberfläche des Massivkäfigs eingestellt werden, um hierdurch den Wälzkörperdurchhang W zu definieren. Der Wälzkörperdurchhang W beschreibt den axialen Spielraum der eingefassten Lagerrollen, welcher neben der Eindringungstiefe der V-Nuten auch von der Käfighöhe des Massivkäfigs abhängt. Die Käfighöhe H des Massivkäfigs ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass nach dem Einbringen der V- Nuten noch mindestens 0,3 mm Wälzkörperdurchhang W gewährleistet ist. Dies ist für die hier interessierenden Anwendungen hinreichend, um Fertigungstoleranzen der angrenzenden Bauteile und hierauf einwirkende Radiallasten auszugleichen.
In Verbindung damit sollte der maximale Wälzkörperdurchhang W derart bemessen sein, dass der Massivkäfig mindestens 0,05 mm Abstand zur angrenzenden Laufbahnfläche gewährleistet, so dass es nicht zu einem Kontakt kommt.
Gemäß einer zusätzlichen die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass mindestens eine der Stirnflächen mit hiervon erhaben hervorstehen- den nockenförmigen Anformungen oder dergleichen versehen ist, um eine im Wesentlichen axiale Abstandshaltung zur angrenzenden Laufbahn zu gewährleisten. Dies verhindert in bestimmten Belastungssituationen ein Verkippen des Massivkäfigs aus dessen Sollposition.
Vorzugsweise sind die Durchbrüche des Massivkäfigs, welche die Käfigtaschen bilden, rechteckförmig ausgebildet, um insbesondere zylindrische Lagerrollen aufzunehmen. Die rechteckigen Durchbrüche können beispielsweise durch Stanzen erzeugt werden.
Hinsichtlich der Gestaltung der Durchbrüche wird vorgeschlagen, dass diese im radialen Kontaktbereich, insbesondere im dortigen Anlaufbereich der Lagerrolle zumindest einseitig eine reibungsminimierende Oberflächenstrukturierung aufweisen können.
Diese Oberflächenstrukturierung, welche beispielsweise als Riffelung, Nutung, Aufrauhung, und dergleichen ausgeführt sein kann, minimiert dabei die reibungswirksame Bauteilkontaktfläche. Dabei ist die Oberflächenstrukturierung natürlich auf die aus der Belastung resultierende Formstabilität abzustimmen. Denkbar ist auch die Integration von Schmiertaschen in die Oberflächenstrukturierung, welche eine Schmiermittelbevorratung zur zuverlässigen Dauerschmierung der erfindungsgemäßen Axiallageranordnung dienen.
Der mit den Durchbrüchen zur Unterbringung der Lagerrollen versehene Massivkäfig besteht vorzugsweise aus einem Metallmaterial, beispielsweise aus einem Stahl, der sich umformtechnisch bearbeiten lässt. So kann der erfindungsgemäße Massivkäfig aus einem Blechmaterial als Halbzeug hergestellt werden, dessen Dicke der späteren Käfighöhe entspricht. Die Formgebung zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Massivkäfigs kann spanlos in einfacher Weise durch Stanzen und Prägen realisiert werden. Ein derartig ausgeführter Massivkäfig hält hohen äußeren Belastungen stand und lässt sich daher insbesondere zur Bildung eines konischen Lagerrings im Rahmen eines Axialschräglagers einsetzen, bei denen gewöhnliche Kunststoffkäfige möglicherweise nicht zuverlässig funktionieren würden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Radialachse xpdes Massivkäfigs und eine hiermit korrespondierende Verschränkungsachse xv mindestens eines Durchbruchs unter einem spitzen Verschränkungswinkel a verlaufen, wodurch sich die Lagerreibung erhöhen lässt. Der Verschränkungswinkel a zwischen einer Radialachse xp des Massivkäfigs und der Verschränkungsachse xv des Durchbruchs liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 3° und 10°, und beträgt ganz vorzugsweise 5°, um ein Optimum zwischen gewollter Reibung und hinreichenden Wälzlagereigenschaften zu erzielen.
Ausführungsbeispiel
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ringförmigen Massivkäfigs gemäß einer ersten Ausführungsform zur Bildung eines flachen Lagerrings;
Fig. 2 einen perspektivischen Teilschnitt durch den Massivkäfig gemäß Fig. 1 im Bereich eines exemplarischen Durchbruchs zur Aufnahme von Lagerrollen;
Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch den Durchbruch gemäß Fig. 2 mit hiervon eingefasster Lagerrolle;
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Durchbruch gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des ringförmigen
Massivkäfigs; und
Fig. 6 eine Detailansicht D des ringförmigen Massivkäfigs nach Fig. 5 im Bereich eines exemplarischen Durchbruchs.
Gemäß Fig. 1 besteht eine Axiallageranordnung aus einem ringförmigen Massivkäfig 1 aus Metall, der bei dieser Ausführungsform zur Bildung eines flachen Lagerrings vorgesehen ist und über hierin in äquidistanten Abständen zueinander entlang des Umfangs in Radialrichtung verlaufende Durchbrüche 2, sowie hiervon eingefasste - nicht weiter dargestellte - Lagerrollen 3 umfasst.
Gemäß Fig. 2 ist jeder Durchbruch 2 (exemplarisch) in Umfangsrichtung von radialen Stegen 4a und 4b begrenzt. Seitens beider Stirnseiten 5a und 5b des Massivkäfigs 1 sind im Bereich der Stege 4a, 4b, etc. jeweils zwei in Umfangsrichtung verlaufende V- Nuten 6a, 6b bzw. 6a‘, 6b‘ eingeprägt.
Gemäß Fig. 3 bilden sich hierdurch Haltenasen 7a, 7c (exemplarisch) bezogen auf die Stirnseite 5b sowie Haltenasen 7a‘ und 7c‘ (exemplarisch) bezogen auf die gegenüberliegende Stirnseite 5a.
Die axiale Positionierung der Lagerrolle 3 gegenüber dem diese umgebenden Durchbruch 2a wird über die Einbringungstiefen der aus den V-Nuten resultierenden Haltenasen 7a, 7a‘ (exemplarisch) bzw. 7c, 7c‘ (exemplarisch) in den Haltekäfig eingestellt, um den Wälzkörperdurchhang W zu definieren. Die Käfighöhe H ist kleiner als der Rollendurchmesser D der Lagerrolle 3 dimensioniert.
Gemäß Fig. 4 weist die hier in der Draufsicht dargestellte Stirnseite 5b des Massivrings 1 hiervon erhaben hervorstehende nockenförmige Anformungen 8 (exemplarisch) auf, welche zur axialen Abstandshaltung gegenüber der angrenzenden Laufbahn dienen, um den Massivkäfig 1 trotz hoher Belastungen während des Betriebs in der Solllage zu halten.
Der exemplarische Durchbruch 2a des Massivkäfigs 1 ist im Wesentlichen rechtförmig ausgebildet, um die - hier nicht weiter dargestellten - zylindrischen Lagerrollen 1 aufzunehmen. Ferner weist jeder Durchbruch 2a (exemplarisch) im radialen Anlaufbereich zur Lagerrolle 1 eine reibungsminimierende Oberflächenstrukturierung in Form einer Schmiertasche 9 (exemplarisch) zur Schmiermittelbevorratung auf.
Gemäß der in Fig. 5 dargestellten weiteren Ausführungsform des ringförmigen Massivkäfigs sind alle Durchbrüche 2a, 2b, etc. radial verschränkt angeordnet, um die Lagerreibung gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zu vergrößern. Nach der in Fig. 6 gezeigten Detaildarstellung D des ringförmigen Massivkäfigs 1 im Bereich eines exemplarischen Durchbruchs 2 beträgt der Verschränkungswinkel a zwischen einer symmetrischen Radialachse xp des Massivkäfigs 1 und einer zugeordneten symmetrischen Verschränkungsachse xv des Durchbruchs 2 hier 5°.
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 möglich, den erfindungsgemäßen Massivring 1 auch konisch auszuführen, um hiermit einen konischen Lagerring eines Axialschräglagers zu bilden.
Bezuqszeichenliste
1 Massivkäfig
2 Druchbruch
3 Lagerrolle
4 Steg
5 Stirnseite
6 V-Nut
7 Haltenase
8 nockenförmige Anformung
9 Schmiertasche
D Rollendurchmesser
H Käfighöhe
W Wälzkörperdurchhang a Verschränkungswinkel
Xv Verschränkungsachse
XR Radialachse

Claims

Patentansprüche
1. Axiallageranordnung mit mehreren Lagerrollen (3), die von einem ringförmigen Massivkäfig (1 ) zur Bildung eines flachen oder konischen Lagerrings eingefasst sind, wobei der Massivkäfig (1 ) mit mehreren entlang des Umfangs verteilt angeordneten und durch radiale Stege (4a, 4b) voneinander getrennten Durchbrüchen (2a, 2b) zur Unterbringung der Lagerrollen (3) versehen ist und die überwiegend innenliegend untergebrachten Lagerrollen (3) unter Gewährleistung eines zu beiden Stirnseiten (5a, 5b) realisierten Wälzkörperdurchhangs (W) derart umschlossen sind, dass die Käfighöhe (H) kleiner als der Rollendurchmesser (D) der Lagerrollen (3) ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stirnseiten (5a, 5b) des Massivkäfigs (1 ) im Bereich der Stege (4a, 4b) jeweils mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende, durch plastisch verdrängtes Material gebildete V-Nut (6a, 6b; 6a’, 6b’) derart eingebracht ist, dass die hiervon in die benachbarten Durchbrüche (2a, 2b) hinein gedrückten Materialabschnitte als Haltenasen (7a-7d; 7a’-7d’) für die in den Durchbrüchen (2a, 2b) geführten Lagerrollen (3) fungieren.
2. Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die V-Nut (6a, 6b; 6a’, 6b’) mittels eines keilringförmigen Prägewerkzeugs durch umformtechnisches Prägen erzeugt ist.
3. Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei koaxial zueinander angeordnete V-Nuten (6a, 6b) unterschiedlicher Durchmesser derart in die Stirnseiten (5a; 5b) des Massivkäfigs (1) eingebracht sind, dass sich pro Steg (4a, 4b) zwei radial voneinander beanstandet zueinander angeordnete V-Nuten (6a, 6b) ergeben.
4. Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen axiale Positionierung der Lagerrollen (3) gegenüber dem diesen je umgebenden Durchbruch (2a) über die Einbringungstiefe der V-Nuten (6a, 6b; 6a’, 6b’) in den Massivkäfig (1 ) eingestellt ist, um den Wälzkörperdurchhang (W) zu definieren.
5. Axiallageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfighöhe (H) des Massivkäfigs (1 ) derart dimensioniert ist, dass nach Einbringung der V-Nuten (6a, 6b; 6a’, 6b’) noch mindestens 0,3 mm Wälzkörperdurchhang (W) gewährleistet ist.
6. Axiallageranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Wälzkörperdurchhang (W) derart bemessen ist, dass der Massivkäfig (1 ) mindestens 0,05 mm Abstand zur angrenzenden Laufbahnfläche gewährleistet, so dass dieser nicht mit derselben kollidiert.
7. Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Stirnflächen (5a, 5b) mit hiervon erhaben hervorstehenden nockenförmigen Anformungen (8) zur im wesentlichen axialen Abstandshaltung zur angrenzenden Laufbahn versehen ist.
8. Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (2a) des Massivkäfigs (1 ) rechteckförmig ausgebildet sind.
9. Axiallageranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (2a) im radialen Kontaktbereich zur Lagerrolle (1 ) zumindest einseitig eine reibungsminimierende Oberflächenstrukturierung, vorzugsweise ausgebildet als mindestens eine Schmiertasche (9), aufweisen.
10. Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Massivkäfig (1) aus einem Metallmaterial, vorzugsweise aus einem Stahlmaterial, gefertigt ist.
11 . Axiallageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Radialachse (xp) des Massivkäfigs
(1 ) und eine hiermit korrespondierende Verschränkungsachse (xv) eines Durchbruchs
(2) unter einem spitzen Verschränkungswinkel (a) angeordnet sind.
12. Axiallageranordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschränkungswinkel (a) zwischen der Radialachse (xR) des Massivkäfigs (1 ) und der Verschränkungsachse (xv) des Durchbruchs (2) im Bereich zwischen 3 und 10° liegt, vorzugsweise 5° beträgt.
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