DE3917759A1

DE3917759A1 - ROLLER BEARING

Info

Publication number: DE3917759A1
Application number: DE3917759A
Authority: DE
Inventors: Mitchell L Bussell
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1989-12-07
Also published as: GB8912418D0; GB2220234A; JPH0231021A; FR2632368A1; BR8902595A; KR900000609A

Abstract

A bearing assembly comprises an inner ring (20) and a cage-and-roller subassembly (30). The cage has an annular rib (33) which makes a loose fit in an annular groove (22) in the outer surface of the inner ring. The rib (33) and groove (22) help hold the bearing assembly together in one piece while limiting relative axial movement between the cage and the inner ring. The cage also has an axial split (50) which inhibits fretting corrosion, while facilitating installation of the cage around the inner ring. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wälzlager mit einer Käfig-Rollen-Anordnung. Insbesondere betrifft die Erfindung Einrichtungen zum Begrenzen der Axialbe wegung des Käfigs in bezug auf einen inneren Ring oder eine innere Laufbahn eines Radiallagers. Die Erfindung ist gut für Anwendungszwecke geeignet, bei denen ein Lager während des Zusammenbaus und des Transports zahlreichen Hand habungsvorgängen unterworfen ist.The invention relates to rolling bearings with a cage-roller arrangement. In particular, the invention relates to devices for limiting the axial axis movement of the cage in relation to an inner ring or an inner raceway a radial bearing. The invention is well suited for applications at which a warehouse numerous hand during assembly and transportation is subject to operations.

Im Stand der Technik sind verschiedene Lageranordnungen und Lager-Unteranord nungen bekannt, die dazu beitragen, die Anordnung in einem Stück zusammenzu halten, insbesondere während des Transports und während sonstiger Handhabungen sowie beim Einbau des Lagers. Einige Lager verwenden Befestigungsmittel, um Teile des Lagers zusammenzuhalten. Ein Beispiel eines solchen Lagers ist in US-PS 29 69 266 offenbart. In Fig. 3 dieser Druckschrift ist ein innerer Lauf ring oder eine innere Laufbahn gezeigt, auf dem bzw. auf der ein Käfig ange ordnet ist, der ein verlängertes axiales Ende hat. In dieses verlängerte Ende sind Stifte eingesetzt, die durch das Käfigende hindurch in eine Nut in der äußeren Oberfläche der inneren Laufbahn oder des inneren Rings ragen.Various bearing arrangements and bearing subassemblies are known in the prior art which help to keep the arrangement together in one piece, in particular during transport and during other operations and during installation of the bearing. Some bearings use fasteners to hold parts of the bearing together. An example of such a bearing is disclosed in US Pat. No. 2,969,266. In Fig. 3 of this document, an inner race ring or an inner race is shown, on which or on which a cage is arranged, which has an elongated axial end. Pins are inserted into this elongated end which protrude through the end of the cage into a groove in the outer surface of the inner raceway or ring.

Andere Patente nach dem Stand der Technik offenbaren Lager, die Verbindungen oder Verriegelungen zwischen einem Haltering und einer äußeren Laufbahn oder einem äußeren Laufring verwenden. Ein Beispiel hierfür ist in US-PS 30 57 045 offenbart. Diese Schrift zeigt ein Lager, dessen innerer Haltering einen radial nach außen ragenden Flansch aufweist, der sich in eine Nut erstreckt, die in der inneren Oberfläche des äußeren Laufrings ausgebildet ist.Other prior art patents disclose bearings that connect or interlocks between a retaining ring and an outer race or use an outer race. An example of this is in US-PS 30 57 045 disclosed. This document shows a bearing, the inner retaining ring a radial has outwardly projecting flange which extends into a groove which in is formed on the inner surface of the outer race.

Weitere im Stand der Technik vorhandene Patente offenbaren verschiedene Einrichtungen zum Begrenzen der Axialbewegung der Lageranordnung und ihrer verschiedenen Komponenten. Ein Beispiel hierfür ist in US-PS 30 06 703 ge zeigt. In Fig. 1 dieser Schrift ist die Verwendung eines ringförmigen oder scheibenförmigen Anschlags gezeigt, der auf einer Welle montiert ist, um eine axiale Verlagerung des Lagerkäfigs zu verhindern.Other prior art patents disclose various devices for limiting the axial movement of the bearing assembly and its various components. An example of this is shown in US-PS 30 06 703 ge. In Fig. 1 of this document the use of an annular or disc-shaped stop is shown, which is mounted on a shaft to prevent axial displacement of the bearing cage.

Mit diesen Lagern nach dem Stand der Technik sind verschiedene Probleme ver bunden. So müssen beispielsweise Befestigungsmittel, wie einzelne Stifte, von der Lageranordnung entfernt werden, bevor das Lager im Normalbetrieb eingesetzt werden kann. Zusätzlich bieten die Einrichtungen zum Zusammen halten der Lageranordnung nicht immer adäquate Einrichtungen zum Verhindern einer Axialbewegung des Lagers auf der Welle oder einer Axialbewegung ver schiedener Komponenten der Lageranordnung relativ zueinander. Die Verwendung separater Komponenten zur Erfüllung dieser beiden Funktionen erhöht die Ge samtkosten der Lageranordnung.There are various problems with these prior art bearings bound. For example, fasteners, such as individual pins, be removed from the bearing assembly before the bearing is in normal operation can be used. In addition, the facilities offer together keep the bearing arrangement not always adequate preventive devices an axial movement of the bearing on the shaft or an axial movement different components of the bearing arrangement relative to each other. The usage separate components to perform these two functions increases the Ge total cost of the storage arrangement.

Die Lageranordnung gemäß der Erfindung beseitigt diese Probleme, indem ein Käfig mit einer inneren Verriegelungsrippe vorgesehen ist, die sich mit dem inneren Laufring oder der inneren Laufbahn verriegelt, um eine axiale Bewe gung des Käfigs relativ zu dem inneren Laufring oder der inneren Laufbahn zu verhindern. Der innere Laufring bildet einen Festsitz mit der Welle, auf der er montiert ist, um eine axiale Bewegung der gesamten Lageranordnung zu ver hindern. Die Lageranordnung ist gut geeignet zur Verwendung in Bauteilen oder Komponenten mit einer Bohrung, deren Innendurchmesser eine äußere Lauf bahnoberfläche für die Lageranordnung bietet, beispielsweise bei einer Ver bindungsstange, Kurbelstange, Pleuelstange oder in einer Getriebebohrung.The bearing arrangement according to the invention eliminates these problems by a Cage is provided with an inner locking rib that matches the inner race or inner race locked to provide axial movement tion of the cage relative to the inner race or inner race to prevent. The inner race forms a tight fit with the shaft which it is mounted to ver axial movement of the entire bearing assembly prevent. The bearing arrangement is well suited for use in components or components with a bore whose inner diameter is an outer barrel offers web surface for the bearing arrangement, for example in a Ver tie rod, crank rod, connecting rod or in a gearbox bore.

Kurz gesagt weist die erfindungsgemäße Lageranordnung ein inneres Laufbahn glied auf, das an seiner äußeren Oberfläche eine ringförmige Nut hat, sowie eine Käfig-Rollen-Anordnung mit einem Käfig, der einen ringförmigen Flansch oder eine ringförmige Rippe trägt, der bzw. die sich radial nach innen in die Nut des inneren Laufbahnglieds hinein erstreckt, wodurch eine axiale Bewegung der Käfig-Rollen-Anordnung in bezug auf das innere Laufbahnglied begrenzt wird. Das innere Laufbahnglied oder der innere Laufring ist auf einer Welle montiert, mit der es bzw. er einen Festsitz bildet, und der Käfig kann axial geteilt oder geschlitzt sein, wodurch Reibkorrosion oder Paßflächenkorrosion vermieden wird.In short, the bearing arrangement according to the invention has an inner raceway member that has an annular groove on its outer surface, and a cage-roller assembly with a cage that has an annular flange or carries an annular rib that radially inward the groove of the inner raceway member extends therein, creating an axial Movement of the cage-roller assembly with respect to the inner race member is limited. The inner race link or race is open mounted on a shaft with which it forms a tight fit, and the The cage can be axially split or slotted, causing fretting or corrosion Mating surface corrosion is avoided.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der fol genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.Further advantages and details of the invention emerge from the fol ing description of an embodiment with reference to the drawing.

Fig. 1 ist eine seitliche Schnittansicht des Käfigs und des Innenrings der erfindungsgemäßen Lageranordnung; Fig. 1 is a side sectional view of the cage and the inner ring of the bearing assembly according to the invention;

Fig. 2 ist eine bruchstückweise Ansicht der äußeren Oberfläche des in Fig. 1 gezeigten Käfigs, wobei der axiale Schlitz in dem Käfig dargestellt ist. Fig. 2 is a fragmentary view of the outer surface of the cage shown in Fig. 1 with the axial slot shown in the cage.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, weist die Lageranordnung 12 eine innere Lauf bahn oder einen inneren Laufring 20 sowie eine Käfig-Rollen-Anordnung 30 auf. Die Anordnung 30 besteht aus einem Käfig 32 und mehreren Wälzkörpern oder Rollen 40 (Fig. 2). Der Käfig 32 hat einen ringförmigen Flansch oder eine innere Verriegelungsrippe 33, der bzw. die radial nach innen ragt. Der innere Laufring 20 hat eine ringförmige Nut 22 an seiner äußeren Oberfläche. Wenn die Anordnung 30 und der innere Laufring 20 richtig zueinander ausge richtet sind, bildet die Verriegelungsrippe 33 einen losen Sitz in der Nut 22, um so eine relative Axialbewegung zwischen dem inneren Laufring 20 und der Käfig-Rollen-Anordnung 30 zu begrenzen.In particular Fig. 1 shows, the bearing assembly 12 is an inner race or an inner race 20, and a cage-roll arrangement 30. The arrangement 30 consists of a cage 32 and a plurality of rolling elements or rollers 40 ( FIG. 2). The cage 32 has an annular flange or an inner locking rib 33 which projects radially inwards. The inner race 20 has an annular groove 22 on its outer surface. When the assembly 30 and the inner race 20 are properly aligned with each other, the locking rib 33 forms a loose fit in the groove 22 so as to limit relative axial movement between the inner race 20 and the cage-roller assembly 30 .

Wie Fig. 2 zeigt, hat der Käfig 32 mehrere Wälzkörper oder Rollen 40, von denen jeder bzw. jede durch eine Tasche 36 in dem Käfig 32 gehalten ist. Der Käfig 32 hat auch einen axialen Schlitz oder Spalt 50, der es ermöglicht, den Käfig radial nach außen aufzuspreizen, um die Installation des Käfigs um den inneren Laufring 20 herum zu erleichtern.As Fig. 2 shows, the cage 32 has a plurality of rolling elements or rollers 40, each of which or each of which is held by a pocket 36 in the cage 32. The cage 32 also has an axial slot or gap 50 that allows the cage to expand radially outward to facilitate installation of the cage around the inner race 20 .

Zusätzlich dient der axiale Schlitz oder Spalt 50 dazu, Reibkorrosion oder Paßflächenkorrosion und die damit verbundenen Probleme zu vermindern. Diese Art von Korrosion tritt als statischer Verschleiß der Laufbahnoberfläche des inneren Laufrings durch die Rollen 40 auf, wenn kein Relativbewegung zwischen dem inneren Laufring 20 und dem Käfig 32 vorliegt, wobei also die Rollen 40 gegenüber dem Laufring 20 stationär sind. Wenn eine Rolle 40 rela tiv zu dem inneren Laufring 20 an einer Stelle bleibt, vibriert die Rolle 40 zusammen mit der Lageranordnung 12. Diese Vibration verursacht eine Be dingung, die allgemein als falsche oder unechte Brinelle bezeichnet wird, wodurch die Rolle übermäßigen Verschleiß an einer Stelle der äußeren Ober fläche des inneren Laufrings 20 verursacht, wodurch sich eine konkave Aus höhlung oder Grübchenbildung (pitting) ergibt, die im allgemeinen zu dem Radius der Rolle 40 paßt.In addition, the axial slot or gap 50 serves to reduce fretting or mating surface corrosion and the problems associated therewith. This type of corrosion occurs as static wear of the raceway surface of the inner race through the rollers 40 when there is no relative movement between the inner race 20 and the cage 32 , so the rollers 40 are stationary with respect to the race 20 . If a roller 40 remains in one position relative to the inner race 20 , the roller 40 vibrates together with the bearing assembly 12 . This vibration causes a condition commonly referred to as false or fake Brinelle, causing the roller to cause excessive wear at one location on the outer surface of the inner race 20 , resulting in a concave pitting or concavity that occurs in the generally matches the radius of the roller 40 .

Der axiale Spalt oder Schlitz 50 in dem Käfig 32 vermeidet diese Art von Korrosion auf folgende Weise: Da der Käfig 32 auf den Rollen läuft, werden die Rollen 40 während des normalen Betriebs gegen die (nicht gezeigte) äußere Laufbahnoberfläche gedrückt. Die normale Vibrationsbewegung der Lager anordnung 12 während des Normalbetriebs wird auf die Rollen 40 und den Käfig 32 übertragen, wodurch der Käfig veranlaßt wird, nachzugeben oder "zu atmen". Dieses Nachgeben bewirkt eine Präzession, also ein Vorauslaufen, des Käfigs 32 relativ zu dem inneren Laufring 20. Diese Präzession des Käfigs 32 veran laßt die Rollen 40, zusammen mit dem Käfig vorauszulaufen bzw. eine ent sprechende Präzession aufzuweisen. Da die Rollen 40 relativ zu dem inneren Ring 20 nicht mehr stationär sind, neigen die Rollen dazu, gleichmäßiger zu verschleißen, und auch die Oberfläche des inneren Laufrings 20 neigt dazu, gleichmäßiger zu verschleißen, ohne daß die Wirkungen der beschriebenen Korrosion (Reibflächenkorrosion) auftreten.The axial gap or slot 50 in the cage 32 avoids this type of corrosion in the following manner: Because the cage 32 is running on the rollers, the rollers 40 are pressed against the outer raceway surface (not shown) during normal operation. The normal vibration movement of the bearing assembly 12 during normal operation is transmitted to the rollers 40 and the cage 32 , causing the cage to yield or "breathe". This yielding causes the cage 32 to precede, ie run ahead, relative to the inner race 20 . This precession of the cage 32 causes the rollers 40 to run ahead together with the cage or to have a corresponding precession. Because the rollers 40 are no longer stationary relative to the inner ring 20 , the rollers tend to wear more evenly and the surface of the inner race 20 also tends to wear more uniformly without the effects of the described corrosion (fretting corrosion) occurring .

Die Dicke des inneren Rings 20 an der Stelle der Nut 22 ist so ausgelegt, daß eine angemessene strukturelle Stabilität des Rings geboten ist, wobei dennoch eine angemessen tiefe Nut 22 verwirklicht ist, um eine adäquate axiale Haltewirkung zwischen der Nut 22 und der inneren Verriegelungsrippe 33 sicherzustellen. Wenn die Nut 22 zu tief wäre, könnte die strukturelle Stärke des inneren Laufrings 20 unter ein tolerierbares Niveau vermindert werden. Wenn die innere Verriegelungsrippe 33 entsprechend in radialer Richtung zu groß gemacht würde, um eine tiefe Nut 22 zu ermöglichen, wäre die Möglichkeit zu groß, daß entweder die Rippe 33 oder der Käfig 32 bricht, während der Käfig 32 an dem Ring 20 montiert oder installiert wird. The thickness of the inner ring 20 at the location of the groove 22 is designed to provide adequate structural stability of the ring while still providing a reasonably deep groove 22 to provide adequate axial retention between the groove 22 and the inner locking rib 33 ensure. If the groove 22 were too deep, the structural strength of the inner race 20 could be reduced below a tolerable level. When the inner locking rib would be made 33 corresponding in the radial direction is too large to allow a deep groove 22, the chance would be too great that either the rib 33 or the cage 32 stops, while the cage mounted on the ring 20, 32 or installed becomes.

Während die Rippe 33 einen verhältnismäßig losen Sitz in der Nut 22 bildet, ist der axiale Spielraum zwischen der Rippe 33 und den Seiten der Nut 22 so ausgelegt, daß die axialen Enden der Käfig-Rollen-Anordnung 30 daran ge hindert sind, axial benachbarte Oberflächen zu berühren. Auf diese Weise ist die relative Axialbewegung zwischen dem inneren Laufring 20 und der Anord nung 30 begrenzt durch den Kontakt zwischen der Nut 22 und der inneren Ver riegelungsrippe 33.While the rib 33 forms a relatively loose fit in the groove 22 , the axial clearance between the rib 33 and the sides of the groove 22 is designed so that the axial ends of the cage-roller assembly 30 are prevented from ge, axially adjacent surfaces to touch. In this way, the relative axial movement between the inner race 20 and the arrangement 30 is limited by the contact between the groove 22 and the inner locking rib 33 .

Claims

1. Rolling bearing, characterized by an inner ring ( 20 ) with an annular groove ( 22 ) in the outer surface, a cage-roller arrangement ( 30 ) which surrounds the inner ring ( 20 ), the arrangement ( 30 ) a plurality of rolling elements or rollers ( 40 ) and an annular cage ( 32 ) having a plurality of pockets ( 36 ) which are intended to accommodate the plurality of rolling elements or rollers ( 40 ) so that the radial outward movement of the rollers ( 40 ) is limited, and wherein the cage ( 32 ) has an annular, radially inwardly extending rib ( 33 ) which is designed so that it forms a loose fit in the annular groove ( 22 ) of the inner ring ( 20 ).

2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the cage ( 32 ) has an axial slot or gap ( 50 ) which allows the cage ( 32 ) to be expanded radially outwards in order to mount the cage ( 32 ) around the inner ring ( 20 ) to lighten it and to prevent fretting corrosion of the bearing assembly.