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DE9417601U1 - Solid window cage for a needle bearing - Google Patents

Solid window cage for a needle bearing

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DE9417601U1
DE9417601U1 DE9417601U DE9417601U DE9417601U1 DE 9417601 U1 DE9417601 U1 DE 9417601U1 DE 9417601 U DE9417601 U DE 9417601U DE 9417601 U DE9417601 U DE 9417601U DE 9417601 U1 DE9417601 U1 DE 9417601U1
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Germany
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circular arcs
radii
inner bore
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INA Waelzlager Schaeffler OHG
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    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/4617—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F16C33/4623—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

INA Wälzlager Schaeffler KG5 91072 HerzogenaurachINA Rolling Bearings Schaeffler KG 5 91072 Herzogenaurach

ANR 17 17 332ANR 17 17 332

2680-11-DE
52680-11-EN
5

Massivfensterkäfig für ein MadellagerSolid window cage for a madel warehouse

Die Neuerung betrifft einen Massivfensterkäfig für ein Nadellager, insbesondere für ein Kurbel zapfen lager, bestehend aus zwei Seitenringen, die zur Bildung von Lagernadeln aufnehmenden Taschen durch gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Stege miteinander verbunden sind, wobei die Stege einen relativ dünnen Mittelabschnitt und zwei relativ dicke Endabschnitte aufweisen, die so zueinander angeordnet sind, daß der Käfig eine glatte Außenform und eine abgestufte Innenbohrung aufweist.The innovation relates to a solid window cage for a needle bearing, in particular for a crank pin bearing, consisting of two side rings, which are connected to one another by webs evenly distributed around the circumference to form pockets that accommodate bearing needles, the webs having a relatively thin middle section and two relatively thick end sections that are arranged in relation to one another in such a way that the cage has a smooth outer shape and a stepped inner bore.

Ein derartiger Käfig ist aus der DE 41 25 730 Al vorbekannt. Der in Figur 2b dieser Vorveröffentlichung im Längsschnitt dargestellte Käfig besteht aus zwei Seitenringen Ib, die durch Stege la miteinander verbunden sind. Die Stege la weisen an ihrer Innenseite eine Ausnehmung auf und haben daher einen verhältnismäßig dünnen mittleren Abschnitt la 1, sowie zwei relativ dicke Endabschnitte la 2. Die Endabschnitte la 2 haben in radialer Richtung gesehen die gleiche Stärke wie die Seitenringe Ib und bilden die seitlichen Führungsflächen 4c für die zugehörigen Nadeln 3.Such a cage is already known from DE 41 25 730 A1. The cage shown in longitudinal section in Figure 2b of this prior publication consists of two side rings Ib, which are connected to one another by webs la. The webs la have a recess on their inside and therefore have a relatively thin middle section la 1, as well as two relatively thick end sections la 2. The end sections la 2 have the same thickness as the side rings Ib in the radial direction and form the lateral guide surfaces 4c for the associated needles 3.

Der Nachteil eines solchen Käfigs besteht darin, daß beim Ausstanzen der Käfigtaschen im Bereich der Führungsflächen, d. h. im Bereich maximaler Materialstärke, die Oberflächenqualität verschlechternde Stanzausrisse auftreten. Eine schlechte Oberflächenqualität der Führungsflächen wirkt sich aber negativ auf die Führung der Nadelrollen aus. Man war daher bisher gezwungen, zur Verbesserung der Oberflächenqualität der Führungsflächen nach den Ausstanzen der Taschen ein sogenanntes Nachräumen durchzuführen. Ein solcher zusätzlicher Arbeitsgang verteuert aber die Fertigung eines Käfigs.The disadvantage of such a cage is that when punching out the cage pockets in the area of the guide surfaces, i.e. in the area of maximum material thickness, punching tears occur that impair the surface quality. However, poor surface quality of the guide surfaces has a negative effect on the guidance of the needle rollers. In order to improve the surface quality of the guide surfaces, it was therefore previously necessary to carry out a so-called reaming process after punching out the pockets. However, such an additional work step makes the production of a cage more expensive.

: t: t

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Aufgabe der Neuerung ist es daher, einen gattungsgemäßen Käfig so auszugestalten, daß beim Ausstanzen der Taschen eine befriedigende Oberflächenqualität erzielt wird.The aim of the innovation is therefore to design a cage of this type in such a way that a satisfactory surface quality is achieved when punching out the pockets.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu einer Käfigachse verlaufende Geraden der Stege ausgehend von der Innenbohrung im Abstand von mindestens 0,3 mm zu stirnseitigen Taschenkanten in Richtung Käfigmitte in je eine unter einem Winkel von 10 bis 40° zur Käfigachse verlaufende Schräge übergehen, die sich außerhalb des Teilkreises zu einer ebenfalls parallel zur Käfigachse verlaufenden Geraden vereinen.According to the innovation, this task is solved by the fact that straight lines of the webs running parallel to a cage axis, starting from the inner bore at a distance of at least 0.3 mm from the front pocket edges in the direction of the cage center, merge into a bevel running at an angle of 10 to 40° to the cage axis, which unite outside the pitch circle to form a straight line that also runs parallel to the cage axis.

Bei einem derart neuerungsgemäß gestalteten Käfig treten beim Ausstanzen der Taschen im Bereich der Führungsflächen der Lagernadeln Stanzausrisse in einem weit verringerten Umfang auf, so daß ein kosten- und zeitaufwendiges Nachräumen der ausgestanzten Nadeltaschen zur Verbesserung der Oberflächengüte der Führungsflächen der Stege nicht mehr erforderlich ist.With a cage designed in accordance with this innovation, punching tears occur to a much lesser extent when punching out the pockets in the area of the guide surfaces of the bearing needles, so that costly and time-consuming re-cleaning of the punched-out needle pockets to improve the surface quality of the guide surfaces of the webs is no longer necessary.

Es fällt nach dem unabhängigen Anspruch 2 auch unter den Gedanken der Neuerung, wenn die Stege, ausgehend von der Innenbohrung, durch Kreisbögen begrenzt sind, deren Radien R1 in Richtung Lagermittelpunkt weisen, diese Kreisbögen in Kreisbögen übergehen, deren Radien R2 in Richtung Mantelfläche des Käfigs weisen, wobei die Radien R1, R2 so aufeinander abgestimmt sind, daß eine, in einem Treffpunkt der Kreisbögen gelegte Tangente unter einem Winkel von 10 bis 40° zu einer Käfigachse verläuft.According to independent claim 2, it also falls under the idea of innovation if the webs, starting from the inner bore, are delimited by circular arcs whose radii R 1 point in the direction of the bearing center, these circular arcs merge into circular arcs whose radii R 2 point in the direction of the outer surface of the cage, wherein the radii R 1 , R 2 are coordinated with one another in such a way that a tangent laid at a meeting point of the circular arcs runs at an angle of 10 to 40° to a cage axis.

Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, daß Einstichpunkte der Radien R1, R2 auf einer Taschenkante bzw. auf einer Verbindungslinie der Seitenringe liegen.According to claim 3, it is provided that insertion points of the radii R 1 , R 2 lie on a pocket edge or on a connecting line of the side rings.

Natürlich ist die Neuerung nicht auf die beschriebenen Kreisbögen beschränkt. So ist es auch vorstellbar, daß die Kreisbögen Radien mit anderen, zum Beispiel in Richtung Käfigmitte liegenden Einstichpunkten aufweisen. Auch ist es möglich, daß die parallel bzw. schräg zur Käfigachse verlaufenden Geraden durch bogenförmige Linien ersetztOf course, the innovation is not limited to the circular arcs described. It is also conceivable that the circular arcs have radii with other insertion points, for example those located towards the center of the cage. It is also possible that the straight lines running parallel or diagonally to the cage axis are replaced by curved lines.

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sind, deren Verlauf dem einer mathematischen Parabel entspricht. Es kommt lediglich immer darauf an, daß die Stege im Anschluß an den Seitenring einen nahezu geraden Übergang aufweisen, bevor sie unter einem Winkel von 10° bis 40° zum Mittelabschnitt verlaufen bzw. in einen Radius oder eine andere bogenförmige Linie übergehen.whose course corresponds to that of a mathematical parabola. It is only important that the webs have an almost straight transition after the side ring, before they run at an angle of 10° to 40° to the middle section or merge into a radius or another curved line.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Neuerung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following, two embodiments of the innovation are explained in more detail with reference to the drawings. They show:

Figur 1 eine Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Käfig, teilweise geschnitten undFigure 1 is a plan view of a cage according to the innovation, partially cut and

Figur 2 einen vergrößerten, teilweisen Längsschnitt durch einen neuerungsgemäßen Käfig in abgerundeter Form.Figure 2 is an enlarged, partial longitudinal section through a cage according to the invention in a rounded shape.

Der in Figur 1 als Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellte Käfig 1 besteht aus zwei Seitenringen 2, die durch gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Stege 3 miteinander verbunden sind. Die einzelnen Stege 3 sind durch nicht dargestellte Lagernadeln aufnehmende Taschen 4 voneinander getrennt. Der Einfachheit halber wurde in Figur 1 jedoch nur eine Tasche 4 dargestellt. Die Taschen 4 weisen im wesentlichen eine rechteckige Form auf und sind an ihrem radial oberen Ende mit zwei entgegengerichteten Rollenhalterungen 5 versehen, die ein Herausfallen der Lagernadeln nach außen verhindern.The cage 1 shown in Figure 1 as an example of the innovation consists of two side rings 2 which are connected to one another by webs 3 evenly distributed around the circumference. The individual webs 3 are separated from one another by pockets 4 (not shown) which accommodate bearing needles. For the sake of simplicity, however, only one pocket 4 is shown in Figure 1. The pockets 4 are essentially rectangular in shape and are provided at their radially upper end with two opposing roller holders 5 which prevent the bearing needles from falling outwards.

Wie aus Figur 1 weiter ersichtlich ist, weist der Käfig 1 an seiner Innenseite eine trapezförmige Ausnehmung 6 auf, so daß die Stege 3 aus einem verhältnismäßig dünnen Mittelabschnitt 7 und zwei relativ dicken Endabschnitten 8 bestehen, d. h. der Käfig 1 besitzt eine glatte äußere Mantelfläche und eine abgestufte Innenbohrung 9.As can also be seen from Figure 1, the cage 1 has a trapezoidal recess 6 on its inside, so that the webs 3 consist of a relatively thin middle section 7 and two relatively thick end sections 8, i.e. the cage 1 has a smooth outer surface and a stepped inner bore 9.

Neuerungsgemäß sind die den Taschen 4 zugewandten Flächen 10 der Stege 3 in Höhe der Seitenringe 2 zunächst durch je eine parallel zur Käfigachse 11 verlaufende Gerade 12 begrenzt, die entsprechend Anspruch 1 eine axiale Ausdehnung von mindestens 0,3 mm aufweist. Beide Geraden 12 gehen anschließend in je eine unter einem Winkel &agr; von etwa 20° schräg zur Käfigachse 11 liegende Gerade 13 über, bevor sich dieAccording to the innovation, the surfaces 10 of the webs 3 facing the pockets 4 are initially limited at the level of the side rings 2 by a straight line 12 running parallel to the cage axis 11, which according to claim 1 has an axial extension of at least 0.3 mm. Both straight lines 12 then merge into a straight line 13 lying at an angle α of approximately 20° to the cage axis 11, before the

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Geraden 13 zur ebenfalls parallel zur Käfigachse 11 verlaufenden Geraden 14 vereinen. Durch diese neuerungsgemäße Gestaltung der Stege 3 wird erreicht, daß beim Ausstanzen der Taschen 4 insbesondere im Bereich der Endabschnitte 8 wesentlich weniger Stanzausrisse auftreten, d. h. eine gute Oberflächenqualität der Führungsfläche 10 ohne eine mechanische Nachbearbeitung, beispielsweise durch Räumen, erzielt wird.Straight lines 13 merge into straight lines 14, which also run parallel to the cage axis 11. This innovative design of the webs 3 ensures that significantly fewer punching tears occur when punching out the pockets 4, particularly in the area of the end sections 8, i.e. a good surface quality of the guide surface 10 is achieved without mechanical post-processing, for example by broaching.

Aus Figur 2 ist erkennbar, daß die Ausnehmung 6 an der Innenseite des Käfigs 1 keine Trapezform im klassischen Sinne aufweist, sondern abgerundet ist. Die parallel bzw. schräg zur Käfigachse 11 verlaufenden Geraden 12, 13, 14 nach Figur 1 sind hier durch Kreisbögen 15, 16 ersetzt, die Radien R1 bzw. R2 aufweisen, deren mit 19 und 20 bezeichnete Einstichpunkte auf einer nicht näher bezeichneten Taschenkante bzw. auf einer Verbindungslinie der Seitenringe 2, 2 liegen. Die Kreisbögen 15, 16 gehen im Treffpunkt 17 ineinander über und die durch diesen Punkt gelegte Tangente 18 weist einen Winkel &agr; von etwa 40° auf ·From Figure 2 it can be seen that the recess 6 on the inside of the cage 1 does not have a trapezoidal shape in the classic sense, but is rounded. The straight lines 12, 13, 14 according to Figure 1, which run parallel or diagonally to the cage axis 11, are replaced here by circular arcs 15, 16, which have radii R 1 and R 2 , respectively, whose insertion points, designated 19 and 20, lie on a pocket edge not designated in more detail or on a connecting line of the side rings 2, 2. The circular arcs 15, 16 merge into one another at the meeting point 17 and the tangent 18 laid through this point has an angle α of approximately 40°.

Natürlich fallen unter den Neuerungsgedanken in Abhängigkeit von der betreffenden Käfiggröße auch andere Kreisbögen, deren Radien mannigfaltige Einstichpunkte besitzten können. So könnte beispielsweise der Einstichpunkt 19 des Radius R1 in Richtung Taschenmitte verlagert sein und der Einstichpunkt 20 des Radius R2 in Richtung Käfigmitte. Auch müssen die ausgehend von der Innenbohrung 9 die Führungsfläche begrenzenden Linien nicht unbedingt kreisbogenförmig sein, sondern können auch einen anderen, nicht geraden Verlauf nehmen.Of course, depending on the cage size in question, the innovation also includes other circular arcs whose radii can have a variety of insertion points. For example, insertion point 19 of radius R 1 could be shifted towards the center of the pocket and insertion point 20 of radius R 2 towards the center of the cage. The lines that delimit the guide surface starting from the inner bore 9 do not necessarily have to be circular arcs, but can also take a different, non-straight course.

• *• *

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BezugszeichenReference symbols

1 Käfig1 cage

2 Seitenring2 side ring

3 Steg3 Bridge

4 Tasche4 bag

5 Halterung 6 Ausnehmung5 Bracket 6 Recess

7 Mittelabschnitt7 Middle section

8 Endabschnitt8 End section

9 Innenbohrung9 Inner bore

10 den Taschen 4 zugekehrte Fläche 11 Käfigachse10 surface facing the pockets 4 11 cage axis

12 Gerade12 Straight

13 Gerade13 Straight

14 Gerade14 Straight

15 Kreisbogen 16 Kreisbogen R1 Radius R2 Radius &agr; Winkel zwischen Käfigachse 11 und schräg zu dieser verlaufenden Gerade 13 bzw. Tangente 17 Treffpunkt15 Circular arc 16 Circular arc R 1 Radius R 2 Radius α Angle between cage axis 11 and straight line 13 running diagonally to it or tangent 17 Meeting point

18 Tangente18 Tangent

19 Einstichpunkt19 Puncture point

20 Einstichpunkt20 Puncture point

Claims (3)

INA Wälzlager Schaeffier KG, 91072 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2680-ll-DE 5 AnsprücheINA Wälzlager Schaeffier KG, 91072 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2680-ll-DE 5 Claims 1. Massivfensterkäfig (1) für ein Nadellager, insbesondere für ein Kurbelzapfenlager, bestehend aus zwei Seitenringen (2), die zur Bildung von Lagernadeln aufnehmenden Taschen (4) durch gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Stege (3) miteinander verbunden sind, wobei die Stege (3) einen relativ dünnen Mittelabschnitt (7) und zwei relativ dicke Endabschnitte (8) aufweisen, die so zueinander angeordnet sind, daß der Käfig (1) eine glatte Außenform und eine abgestufte Innenbohrung (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer Käfigachse (11) verlaufende Geraden (12) der Stege (3) ausgehend von der Innenbohrung (9) im Abstand von mindestens 0,3 mm zu stirnseitigen Taschenkanten in Richtung Käfigmitte in je eine unter einem Winkel von 10 bis 40° zur Käfigachse (11) verlaufende Schräge (13) übergehen, die sich außerhalb des Teilkreises zu eine ebenfalls parallel zur Käfigachse (11) verlaufenden Geraden (14) vereinen.1. Solid window cage (1) for a needle bearing, in particular for a crank pin bearing, comprising two side rings (2) which are connected to one another by webs (3) arranged evenly distributed around the circumference to form pockets (4) receiving bearing needles, the webs (3) having a relatively thin central section (7) and two relatively thick end sections (8) which are arranged relative to one another in such a way that the cage (1) has a smooth outer shape and a stepped inner bore (9), characterized in that straight lines (12) of the webs (3) running parallel to a cage axis (11) starting from the inner bore (9) at a distance of at least 0.3 mm from front pocket edges in the direction of the cage center each merge into a bevel (13) running at an angle of 10 to 40° to the cage axis (11), which combine outside the pitch circle to form a straight line (14) also running parallel to the cage axis (11). 2. Massivfensterkäfig (1) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, da- durch gekennzeichnet, daß die Stege (3), ausgehend von der Innenbohrung (9), an ihren den Taschen (4) zugekehrten Flächen (10) durch Kreisbögen (15) begrenzt sind, deren Radien R1 in Richtung Lagermittelpunkt weisen, diese Kreisbögen (15) in Kreisbögen (16) übergehen, deren Radien R2 in Richtung der Mantelfläche des Käfigs (1) weisen, wobei die Radien R1, R2 so aufeinander abgestimmt sind, daß eine, in einem Treffpunkt (17) der Kreisbögen (15, 16) gelegte Tangente (18) unter einem Winkel von 10 bis 40° zu einer Käfigachse (11) verläuft.2. Solid window cage (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that the webs (3), starting from the inner bore (9), are delimited on their surfaces (10) facing the pockets (4) by circular arcs (15), the radii R 1 of which point in the direction of the bearing center, these circular arcs (15) merge into circular arcs (16) whose radii R 2 point in the direction of the outer surface of the cage (1), the radii R 1 , R 2 being coordinated with one another in such a way that a tangent (18) laid at a meeting point (17) of the circular arcs (15, 16) runs at an angle of 10 to 40° to a cage axis (11). 3. Massivfensterkäfig (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einstichpunkte (19, 20) der Radien R1, R2 auf einer Taschenkante bzw. auf einer Verbindungslinie der Seitenringe (2, 2) liegen.3. Solid window cage (1) according to claim 2, characterized in that insertion points (19, 20) of the radii R 1 , R 2 lie on a pocket edge or on a connecting line of the side rings (2, 2).
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