DE102014212270A1

DE102014212270A1 - Cage for a rolling bearing, roller bearing and planetary gear bearing

Info

Publication number: DE102014212270A1
Application number: DE102014212270.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Pabst; Frank BEECK; Jesko Jaekel; Michael Kaufmann; Rudolf Brückner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-01-14
Also published as: WO2015197059A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (1) für zylindrische Wälzkörper (13) eines Wälzlagers (12), umfassend zwei den Käfig (1) axial begrenzende Ringborde (2, 3) und mehrere zwischen den Ringborden (2, 3) angeordnete Stege (4), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (6) radial nach innen abgekröpft ist. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs (1) zur Breite des Käfigs (1) kleiner als 0,7.The invention relates to a cage (1) for cylindrical rolling bodies (13) of a roller bearing (12), comprising two annular rims (2, 3) axially delimiting the cage (1) and a plurality of ridges (4) arranged between the annular rims (2, 3). , of which in each case a central portion (6) is bent radially inwardly. According to the invention, the ratio of the diameter of the cage (1) to the width of the cage (1) is less than 0.7.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Käfig für zylindrische Wälzkörper eines Wälzlagers, umfassend zwei den Käfig axial begrenzende Ringborde und mehrere zwischen den Ringborden angeordnete Stege, von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt radial nach innen abgekröpft ist.The invention relates to a cage for cylindrical rolling elements of a rolling bearing, comprising two cage walls axially delimiting ring rims and a plurality of webs arranged between the ring rims, of which in each case a central portion is bent radially inwardly.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein derartiger Wälzkörperkäfig ist aus der DE 10 2010 035 797 A1 bekannt. Derartige, auch als M-Profil-Käfige bezeichnete Wälzkörperkäfige werden aus einem fortlaufenden Bandmaterial durch mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte durch Stanzen, Prägen, Beschneiden, Rundbiegen und Verschweißen hergestellt. Sie werden unter anderem bei hoch belasteten Lagern eingesetzt, beispielsweise für die Lagerung von Planetenrädern in Planetengetrieben. Durch die dort auftretenden hohen Lasten aufgrund der hohen Drehzahlen des Planetenträgers und des Achsabstands zum Planetenrad sowie durch die Eigenrotation des Planetenrads können bei herkömmlichen Käfigen Schäden auftreten. Durch die hohen wirkenden Fliehkräfte werden spezielle Käfiggeometrien eingesetzt, zudem ist eine spezielle Werkstoffbehandlung des Käfigs erforderlich.Such a rolling element cage is from the DE 10 2010 035 797 A1 known. Such, also referred to as M-profile cages Wälzkörperkäfige be prepared from a continuous strip material by several successive processing steps by punching, embossing, trimming, round bending and welding. They are used, inter alia, in highly loaded bearings, for example, for the storage of planetary gears in planetary gearboxes. Due to the high loads occurring there due to the high speeds of the planet carrier and the center distance to the planet and by the self-rotation of the planetary gear damage can occur in conventional cages. Due to the high-acting centrifugal forces, special cage geometries are used and a special material treatment of the cage is required.

Für bestimmte Anwendungen wäre es wünschenswert, ein breiteres Wälzlager einzusetzen, dessen Außendurchmesser gleich bleibt oder sogar kleiner ist.For certain applications, it would be desirable to use a wider rolling bearing whose outer diameter remains the same or even smaller.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Käfig anzugeben, der im Vergleich zu einem herkömmlichen Käfig eine größere Breite bei gleichbleibendem oder kleinerem Außendurchmesser aufweist.The invention is therefore based on the object to provide a cage which has a greater width with constant or smaller outer diameter compared to a conventional cage.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Käfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs zur Breite des Käfigs kleiner als 0,7 ist.To achieve this object, it is provided according to the invention in a cage of the type mentioned that the ratio of the diameter of the cage to the width of the cage is less than 0.7.

Der erfindungsgemäße Käfig ist ein sogenannter M-Profil-Käfig, dessen Stege jeweils einen mittleren, radial nach innen gekröpften Abschnitt aufweisen. Das erfindungsgemäße Durchmesser-Breiten-Verhältnis von weniger als 0,7 ermöglicht die Herstellung von langgestreckten Käfigen, die den im Betrieb auftretenden hohen Fliehkräften gewachsen sind. Der erfindungsgemäße Käfig ist als einreihiger Käfig ausgebildet, eine derartige einreihige Lagerung erfüllt höhere Anforderungen an die Tragfähigkeit als eine zwei- oder mehrreihige Lagerung.The cage according to the invention is a so-called M-profile cage, whose webs each have a central, radially inwardly bent portion. The diameter-to-width ratio of less than 0.7 according to the invention makes it possible to produce elongate cages which have grown to the high centrifugal forces occurring during operation. The cage according to the invention is designed as a single-row cage, such a single-row storage meets higher demands on the carrying capacity than a two- or multi-row storage.

Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass er aus einem Bandmaterial durch Umformen hergestellt ist. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Käfigs möglich.In the cage according to the invention it is preferred that it is made of a strip material by forming. In this way, a cost-effective production of the cage according to the invention is possible.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Käfigs kann vorsehen, dass er erste Halteflächen zur Halterung der Wälzkörper radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten zweite Halteflächen für die Halterung der Wälzkörper radial nach außen aufweist. Ein derartiger Käfig ist besonders gut dazu geeignet, die hohen während des Betriebs auftretenden Kräfte aufzunehmen.A variant of the cage according to the invention can provide that it has first holding surfaces for holding the rolling elements radially inwardly and at the non-bent portions second holding surfaces for the support of the rolling elements radially outward. Such a cage is particularly well suited to absorb the high forces occurring during operation.

Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass die zweiten Halteflächen unmittelbar neben den Ringborden angeordnet sind. Das bedeutet, dass zwischen dem Ringbord und den zweiten Halteflächen jeweils lediglich ein kleiner Freiraum bzw. Abstand vorgesehen ist.In the case of the cage according to the invention, it is preferred that the second holding surfaces are arranged directly next to the annular ribs. This means that only a small free space or distance is provided between the ring board and the second holding surfaces.

Daneben betrifft die Erfindung ein Wälzlager, umfassend einen Käfig der beschriebenen Art und in zwischen benachbarten Stegen gebildeten Taschen aufgenommene zylindrische Wälzkörper. Vorzugsweise sind die ersten Halteflächen des Käfigs und die Wälzkörper bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager voneinander beabstandet. Dementsprechend sind die ersten Halteflächen, die auch als Innenhalterungen bezeichnet werden, „freigestellt“. Da zwischen den ersten Halteflächen des Käfigs und den Wälzkörpern kein Kontakt besteht, werden keine Kräfte in den Käfig eingeleitet, wodurch eine hohe Lebensdauer gewährleistet ist.In addition, the invention relates to a rolling bearing, comprising a cage of the type described and cylindrical pockets formed in pockets formed between adjacent webs. Preferably, the first retaining surfaces of the cage and the rolling elements in the rolling bearing according to the invention are spaced from each other. Accordingly, the first retaining surfaces, which are also referred to as inner brackets, "free". Since there is no contact between the first holding surfaces of the cage and the rolling elements, no forces are introduced into the cage, whereby a long service life is ensured.

Daneben betrifft die Erfindung eine Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe, mit einem Planetenrad, das mittels eines Wälzlagers der beschriebenen Art an einem Planetenbolzen gelagert ist. Die Planetenradlagerung kann beispielsweise Bestandteil eines Planetengetriebes für ein Stufenautomatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug sein.In addition, the invention relates to a planetary gear for a planetary gear, with a planetary gear which is mounted by means of a rolling bearing of the type described on a planet shaft. The Planetenradlagerung can for example be part of a planetary gear for a stepped automatic transmission for a motor vehicle.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 und 2 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Käfigs; 1 and 2 a perspective view and a side view of a cage according to the invention;

3 und 4 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines Stegs des erfindungsgemäßen Käfigs; und 3 and 4 a perspective view and a side view of a web of the cage according to the invention; and

5 und 6 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers. 5 and 6 a perspective view and a side view of a rolling bearing according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in 1 und 2 gezeigte Käfig 1 umfasst zwei Ringborde 2, 3, die den Kä1 axial begrenzen sowie mehrere zwischen den Ringborden 2, 3 angeordnete Stege 4, wobei zwischen zwei benachbarten Stegen 4 jeweils eine Tasche 5 für einen Wälzkörper gebildet ist.The in 1 and 2 shown cage 1 includes two ring rims 2 . 3 that the Ka 1 axially delimit as well as several between the ring rims 2 . 3 arranged webs 4 , being between two adjacent webs 4 one bag each 5 is formed for a rolling body.

3 und 4 zeigen eine Seitenansicht eines Stegs 4 und somit ein Detail des in 1 gezeigten Käfigs 1. In 3 erkennt man, dass ein mittlerer Abschnitt 6 des Stegs 4 radial nach innen abgekröpft ist. An dem abgekröpften mittleren Abschnitt 6 sind erste Halteflächen 7 ausgebildet, die sich an beiden Seiten des Stegs 4 in Umfangsrichtung erstrecken. An den beiden nicht abgekröpften Abschnitten 8, 9 sind jeweils zweite Halteflächen 10, 11 zur Halterung der Wälzkörper ausgebildet. Die zweiten Halteflächen 10, 11 erstrecken sich an beiden Seiten des Stegs 4 in Umfangsrichtung. Aufgrund der in 3 besonders gut erkennbaren Form werden derartige Käfige als M-Profil-Käfig bezeichnet. Der Käfig 1 ist teilweise bzw. im Wesentlichen durch ein Umformverfahren aus einem Bandmaterial hergestellt. Das Umformverfahren umfasst die folgenden Schritte: Stanzen, Prägen, Beschneiden und Rundbiegen. Anschließend erfolgt ein Schweißvorgang. 3 and 4 show a side view of a bridge 4 and thus a detail of in 1 shown cage 1 , In 3 you realize that a middle section 6 of the footbridge 4 is bent radially inward. At the cranked middle section 6 are first holding surfaces 7 formed on both sides of the bridge 4 extend in the circumferential direction. At the two non-bent sections 8th . 9 are each second holding surfaces 10 . 11 designed to hold the rolling elements. The second holding surfaces 10 . 11 extend on both sides of the dock 4 in the circumferential direction. Due to the in 3 Particularly well recognizable form such cages are referred to as M-profile cage. The cage 1 is partially or substantially made by a forming process of a strip material. The forming process includes the following steps: stamping, embossing, trimming and round bending. Subsequently, a welding process takes place.

Der einreihige aufgebaute Käfig 1 zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis seines Durchmessers zu seiner Breite kleiner als 0,7 ist. Dadurch kann er bevorzugt bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine große Breite und gleichzeitig ein gleichbleibender Außendurchmesser gefordert ist.The single-row built-up cage 1 is characterized by the fact that the ratio of its diameter to its width is less than 0.7. As a result, it can preferably be used in applications in which a large width and at the same time a constant outer diameter is required.

Die 5 und 6 zeigen ein Wälzlager 12, umfassend den Käfig 1 und Wälzkörper 13, die in den Taschen 5 aufgenommen sind. Die ersten Halteflächen 7 des Käfigs 1 sind so ausgebildet, dass sie während des Betriebs von den Wälzkörpern 13 beabstandet sind. Da die Wälzkörper 13 die Stege 4 nicht berühren, üben sie keine Kraft auf die Stege 4 aus, dementsprechend sind die auf den Käfig 1 einwirkenden mechanischen Belastungen gering im Vergleich zu herkömmlichen Käfigen, wodurch die Gefahr von Beschädigungen oder Verformungen reduziert wird. Der Käfig 1 eignet sich besonders gut für Anwendungen, bei denen hohe Fliehkräfte auftreten.The 5 and 6 show a rolling bearing 12 comprising the cage 1 and rolling elements 13 in the pockets 5 are included. The first holding surfaces 7 of the cage 1 are designed so that during operation of the rolling elements 13 are spaced. Because the rolling elements 13 the footbridges 4 do not touch, they exert no force on the bars 4 out, accordingly, those are on the cage 1 low mechanical loads compared to conventional cages, reducing the risk of damage or deformation. The cage 1 is particularly suitable for applications where high centrifugal forces occur.

Das in den 5 und 6 gezeigte Wälzlager 12 ist Bestandteil einer Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe. Mittels des Wälzlagers 12 ist ein Planetenrad auf einem Planetenbolzen gelagert.That in the 5 and 6 shown bearings 12 is part of a planetary gear bearing for a planetary gear. By means of the rolling bearing 12 a planetary gear is mounted on a planetary pin.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Käfig Cage
22: Ringbord ring board
33: Ringbord ring board
44: Steg web
55: Tasche bag
66: Abschnitt section
77: Haltefläche holding surface
88th: Abschnitt section
99: Abschnitt section
1010: Haltefläche holding surface
1111: Haltefläche holding surface
1212: Wälzlager roller bearing
1313: Wälzkörper rolling elements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010035797 A1 [0002]

Claims

Cage ( 1 ) for cylindrical rolling elements ( 13 ) of a rolling bearing ( 12 ), comprising two the cage ( 1 ) axially delimiting ring rims ( 2 . 3 ) and several between the ring shelves ( 2 . 3 ) arranged webs ( 4 ), each of which has a middle section ( 6 ) is bent radially inwardly, characterized in that the ratio of the diameter of the cage ( 1 ) to the width of the cage ( 1 ) is less than 0.7.

A cage according to claim 1, characterized in that it is produced from a strip material by deformation.

Cage according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises first retaining surfaces ( 7 ) for holding the rolling elements ( 13 ) radially inwardly and at the non-bent portions second retaining surfaces ( 10 . 11 ) for holding the rolling elements radially outward.

Cage according to claim 3, characterized in that the second retaining surfaces ( 10 . 11 ) immediately next to the ring shelves ( 2 . 3 ) are arranged.

Roller bearing ( 12 ), comprising a cage ( 1 ) according to one of claims 1 to 4 and in between adjacent webs ( 4 ) formed pockets ( 5 ) received cylindrical rolling elements ( 13 ).

Rolling bearing according to claim 5, characterized in that the first retaining surfaces ( 7 ) of the cage ( 1 ) and the rolling elements ( 13 ) are spaced from each other.

Planetary gear for a planetary gear, wherein the planet gear is mounted by means of a rolling bearing according to one of claims 1 to 6 on a planet shaft.