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EP2373897A1 - Radialwälzlager, insbesondere einreihiges kugelrollenlager - Google Patents

Radialwälzlager, insbesondere einreihiges kugelrollenlager

Info

Publication number
EP2373897A1
EP2373897A1 EP09764780A EP09764780A EP2373897A1 EP 2373897 A1 EP2373897 A1 EP 2373897A1 EP 09764780 A EP09764780 A EP 09764780A EP 09764780 A EP09764780 A EP 09764780A EP 2373897 A1 EP2373897 A1 EP 2373897A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cage
bearing
ball rollers
ball
rollers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09764780A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Bohr
Uli Grosskopf
Dieter Jauernig
Herbert Rost
Uwe Wunderlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2373897A1 publication Critical patent/EP2373897A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34—Rollers; Needles
    • F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/4617—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F16C33/4641—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages comprising two annular parts joined together
    • F16C33/4652—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages comprising two annular parts joined together made from plastic, e.g. two injection moulded parts joined by a snap fit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the invention relates to a radial roller bearing according to the preamble forming features of claim 1, and it is particularly advantageous to single-row ball roller bearings for high speeds and high demands on a low noise level, such as in motor vehicle transmissions or within the secondary drive of internal combustion engines, realized.
  • a particularly suitable for applications with high demands for low noise cage execution is a one-sided open plastic snap cage, which consists of a circumferential full-walled side ring with one-sided axially extending away from this pocket webs, in the amount determined by the centers of the ball rollers level in two elastically yielding pockets lapping over.
  • These pocket tabs are spaced apart from each other by a gap and each form a plurality of cage pockets, which include the running surfaces of the ball rollers locally.
  • the invention is therefore based on the object, a radial rolling bearing, in particular single-row ball roller bearing to design, which is formed with a plastic bearing cage, with which even at low bearing speeds or high bearing acceleration at any time ensures sufficient axial guidance of the ball rollers and a transverse positions of the ball rollers in their careers is avoidable and offers the opportunity that align the ball rollers with mixed radial and axial load of the bearing without contact with the bearing cage automatically to the respective bearing pressure angle.
  • this object is achieved in a radial rolling bearing according to the preamble of claim 1 such that the plastic bearing cage consists of two axially separate and essentially mirror-like pocket half-cylinders, which form-fit complementary connecting elements arranged opposite one another at their separating surfaces. or cohesively and assembled in the assembled state for each ball roll a same completely enclosing, separate cage pocket, in which the ball rollers chen low-friction line contacts between their soflä- and the opposite longitudinal webs of the cage pockets a defined two-sided Axialverkippungslitisraum for automatic alignment with the respective bearing pressure angle exhibit.
  • the contour of the cage pockets substantially corresponds to the cross-sectional contour of the ball rollers, but the distance between the longitudinal webs of the cage pockets is greater than the measure of the width of the ball rollers between their side surfaces.
  • the transverse webs between the cage pockets are corresponding to the diameter of the ball cage. roll or the radius of their treads curved and connected via rounded transition areas with the longitudinal webs of the cage pockets.
  • the radial rolling bearing designed according to the invention is additionally distinguished by the fact that the line contacts between the side surfaces of the ball rollers and the longitudinal webs of the cage pockets can preferably be produced via rocker webs integrally formed on the inner sides of the longitudinal webs Extend diameter of the side surfaces of the ball rollers and are wedge-shaped in profile cross-section.
  • the height of these wedge-shaped Wippstege corresponds in each case about the distance of the side surfaces of the ball rollers to the opposite longitudinal webs of the cage pockets, however, to avoid a permanent contact between the ball rollers and the bearing cage between the Wippstegen and the side surfaces of the ball rollers remains a small air gap.
  • the ridge lines of the Wippstege are also arranged for a maximum guide length in an advantageous manner on the pitch circle of the ball rollers and rounded to prevent premature wear.
  • the axial tilting clearance for automatically aligning the ball rollers with the respective bearing pressure angle within the cage pockets on both sides of the longitudinal center axes of the ball rollers corresponds to an angular span of up to 35 °.
  • the opposite of the separating surfaces of the pocket cage halves arranged complementary connecting elements on a cage half are preferably designed as pins, which in corresponding holes on the other cage half einpressbar and connectable to them by ultrasonic welding.
  • the inventively embodied radial roller bearing thus has over the known from the prior art bearings has the advantage that it has a two mirror-like parts assembled, not demontierba- ren plastic bearing cage through which it is possible in a simple manner, the ball rollers in the same To arrange fully enclosing cage pockets and to guide axially such that occurring at low bearing speeds or high bearing acceleration tumbling movements of the ball rollers are effectively avoided in their cage pockets. At the same time it is possible by low-friction line contacts between the ball rollers and the bearing cage and by defined Axialverkippungslitis within the cage pockets that the ball rollers align themselves without contact with the bearing cage to the respective pressure angle of the ball roller bearing.
  • Figure 1 is an overall view of an inventively designed ball roller bearing in an exploded view
  • FIG. 2 is a perspective view of the assembled plastic bearing cage filled with ball rollers of the ball roller bearing according to the invention
  • Figure 3 is a plan view of a cage half of the plastic bearing cage of the inventively embodied ball roller bearing
  • FIG. 4 shows the side view of the cage half of the plastic bearing cage of the ball roller bearing according to the invention according to FIG. 3.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the detail X in the side view of the cage half of the plastic bearing cage according to FIG. 4.
  • FIG. 1 From Figure 1 is clearly seen as a single-row ball roller bearing 1 formed radial roller bearing, which essentially consists of an outer bearing ring 2 with an inner raceway 3 and an inner bearing ring 4 with an outer raceway 5 and a plurality between these bearing rings 2, 4 in the groove raceways 3, 5 rolling ball rollers 6, each having two symmetrically flattened from a spherical base shape, arranged parallel to each other side surfaces 7, 8. Likewise, it can be seen in FIG.
  • a plastic bearing cage 9 in the circumferential direction which according to the invention consists of two axially separate and substantially mirror-symmetrical pocket cage halves 10, 11 which overlap at their ends Separating surfaces 12, 13 oppositely disposed, complementary connecting elements 14, 15 are positive, non-positive or cohesively assembled.
  • the two pocket cage halves 10, 11 in the installed state form a separate cage pocket 16 for each ball roller 6, in which the ball rollers 6 have low-friction line contacts between their side faces 7, 8 and their opposite sides Longitudinal webs 17, 18 of the cage pockets 16 have a defined two-sided Axialverkippungsokoraum 19, 20 for automatic alignment with the bearing pressure angle.
  • FIGS. 3, 4 and 5 furthermore show that the line contacts between the side surfaces 7, 8 of the ball rollers 6 and the longitudinal webs 17, 18 of the cage pockets 16 can preferably be produced via rocker webs 24, 25 formed on the inner sides of the longitudinal webs 17, 18 which extend over the entire diameter of the side surfaces 7, 8 of the ball rollers 6 and are wedge-shaped in the profile cross-section.
  • 5 shows that the wedge height of the Wippstege 24, 25 on the inner sides of the longitudinal webs 17, 18 of the cage pockets 16 corresponds approximately to the distance of the side surfaces 7, 8 of the ball rollers 6 to the opposite longitudinal webs 17, 18 of the cage pockets 16 while indicated in Figure 3 that the ridge lines 26, 27 of the Wippstege 24, 25 are arranged on the pitch circle 28 of the ball rollers 6.
  • the axial tilting clearance 19, 20 for automatically aligning the ball rollers 6 at the respective bearing pressure angle within the cage pockets 16 on both sides of the longitudinal center axes of the ball rollers 6 corresponds to an angular span of approximately 35 °, so that the Ball rollers in a limited by the surfaces of the Wippstege 24, 25 on the longitudinal webs 17, 18 of the cage pockets 16 pivoting range of about 70 ° axial tilting movements without contact with the plastic bearing cage 8 can perform.
  • the at the parting surfaces 12, 13 of the pocket cage halves 10, 11 oppositely disposed complementary connecting elements 14, 15 for the two Käfighziern 10, 11 are formed on the one half of the cage 11 as a pin 29 which can be pressed into corresponding holes 30 on the other cage half 10 and can be connected to them by ultrasonic welding.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Kugelrollenlager (1), welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring (2) mit einer inneren Rillenlaufbahn (3) und einem inneren Lagerring (4) mit einer äußeren Rillenlaufbahn (5) sowie aus einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen (2, 4) in den Rillenlaufbahnen (3, 5) abrollender Kugelrollen (6) besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen (7, 8) aufweisen und durch einen Kunststoff-Lagerkäfig (9) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. Erfindungsgemäß der besteht Kunststoff-Lagerkäfig (9) aus zwei axial getrennten und im Wesentlichen spiegelgleich ausgebildeten Taschenkäfighälften (10, 11), die über an ihren Trennflächen (12, 13) gegenüberliegend angeordnete, komplementäre Verbindungselemente (14, 15) form-, kraft- oder stoffschlüssig zusammensetzbar sind und im montierten Zustand für jede Kugelrolle (6) eine dieselbe vollständig umschließende, separate Käfigtasche (16) bilden, in der die Kugelrollen (6) über reibungsarme Linienkontakte zwischen ihren Seitenflächen (7, 8) und den diesen gegenüberliegenden Längsstegen (17, 18) der Käfigtaschen (16) einen definierten beidseitigen Axialverkippungsfreiraum (19, 20) zum selbsttätigen Ausrichten an den Lagerdruckwinkel aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Kugelrollenlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 , und sie ist insbesondere vorteilhaft an einreihigen Kugelrollenlagern für hohe Drehzahlen und hohe Anforderungen an einen niedrigen Geräuschpegel, wie beispielsweise in Kraftfahrzeug-Getrieben oder innerhalb des Sekundärtriebs von Verbrennungsmotoren, realisierbar.
Hintergrund der Erfindung
In der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass die am häufigsten verwendeten Radialwälzlager ein- und mehrreihige Rillenkugellager sind, da diese sich vor allem durch eine gleichermaßen hohe radiale und axiale Tragfähigkeit auszeichnen und wegen ihrer geringen Reibung die höchsten Drehzahlgrenzen aller Radiallager aufweisen. Diese Rillenkugellager bestehen im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring und einem inneren Lagerring sowie aus einer Anzahl zwischen den Lagerringen angeordneter Kugeln als Wälzkörpern, die in jeweils rillenförmigen Laufbahnen in der Innenseite des äußeren Lagerrings und in der Außenseite des inneren Lagerrings abrollen und durch einen Lagerkäfig in gleichmäßigen Abständen zueinander geführt werden. Das Befüllen dieser Radialkugellager mit den Kugeln erfolgt dabei durch das mit der DE 168 499 bekannt gewordene Exzentermontageverfahren, bei dem die beiden Lager- ringe exzentrisch zueinander angeordnet werden und der dadurch entstehende freie Raum zwischen den Lagerringen mit den Kugeln befüllt wird. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass derartigen Rillenkugellagern aufgrund der geringen maximal einbaubaren Anzahl von Kugeln bzw. des geringen maximalen Füllgrades von ca. 60% in Bezug auf die Tragfähigkeit des Lagers dennoch Grenzen gesetzt sind. In der Vergangenheit wurden daher eine Vielzahl von Lösungen vorgeschlagen, bei denen beispielsweise durch die Anordnung von Einfüllöffnungen in den Laufbahnen die Anzahl der Kugeln und damit die Tragfähigkeit von Rillenkugellagern erhöht werden sollte. Eine andere Möglichkeit, die Anzahl der Wälzkörper an einem Radialwälzlager zu erhöhen, ist darüber hinaus durch die DE 43 34 195 A1 bekannt geworden. Bei diesem, an sich als einreihiges Rillenkugellager ausgebildeten Radialwälzlager werden die Wälzkörper jedoch nicht durch Kugeln sondern durch so genannte Kugelrollen gebildet, die als Kugeln mit zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind. Die Breite dieser Kugelrollen zwischen deren Seitenflächen ist dabei kleiner als der Abstand zwischen der Innenseite des äußeren Lagerrings und Außenseite des inneren Lagerrings, so dass beim Befüllen des Lagers die Kugelrollen axial zum Lager durch den Abstand zwischen Innenring und Außenring in das Lager eingeführt und dann um 90° in die Laufbahnen der Lagerringe gedreht werden können. Da durch dieses Montageverfahren kleine- re Abstände zwischen den einzelnen Wälzkörpern erzielbar sind, kann somit insgesamt eine höhere Anzahl an Wälzkörpern in das Radialwälzlager eingebracht werden.
Da bei derartigen Kugelrollenlagern jedoch eine exakte axiale Führung der Kugelrollen erforderlich und vor allem ein selbsttätiges Verdrehen der Kugelrollen quer zur Laufrichtung im Lagerbetrieb zu vermeiden ist, werden in der zuletzt genannten Druckschrift auch mehrere Ausführungsformen von entsprechenden Lagerkäfigen vorgeschlagen. Eine besonders für Anwendungen mit hohen Anforderungen an geringe Geräusche geeignete Käfigausführung ist dabei ein einseitig offener Kunststoff-Schnappkäfig, der aus einem umlaufenden vollwandigen Seitenring mit sich einseitig axial von diesem weg erstreckenden Taschenstegen besteht, die in Höhe einer durch die Mittelpunkte der Kugelrollen bestimmten Ebene in jeweils zwei elastisch nachgiebige Taschen- läppen übergehen. Diese Taschenlappen sind dabei durch einen Zwischenraum zueinander beabstandet und bilden jeweils paarweise mehrere Käfigtaschen, die die Laufflächen der Kugelrollen örtlich umfassen.
Als nachteilig hat es sich jedoch erwiesen, dass mit einem derart ausgebildeten Schnappkäfig nicht das gesamte, bei unterschiedlichen Lagerbelastungen auftretende kinematische Verhalten der Kugelrollen berücksichtigt worden ist. So wurde beispielsweise festgestellt, dass Kugelrollen als Wälzkörper in Radialwälzlagern bei höheren Drehzahlen und gleichmäßiger Last aufgrund des ein- tretenden Kreiseleffektes ohne Schränkbewegungen stabil in ihren Laufbahnen abrollen und keine axiale Führung durch den Lagerkäfig benötigen. Fällt jedoch die Lagerdrehzahl unter eine zulässige Mindestdrehzahl oder wird das Lager ruckartig hoch beschleunigt, tritt insbesondere in der lastfreien Zone des Lagers ein so genannter Taumeleffekt ein, bei dem die Kugelrollen dazu neigen, in ihren Laufbahnen quer zur Laufrichtung wellenförmig abzurollen. Dabei kommt es zunächst zum Kontakt der Laufflächen der Kugelrollen mit dem Seitenring des Schnappkäfigs, durch den Reibungswärme erzeugt wird und der für einen nachteiligen Anstieg der Betriebstemperatur im Radialwälzlager ursächlich ist. Die Reibung zwischen den Kugelrollen und dem Lagerkäfig und die Taumelbewegungen der Kugelrollen können dabei so stark werden, dass die Kugelrollen über die elastisch nachgiebigen Taschenlappen letztlich aus ihren einseitig offenen Käfigtaschen sogar ausschnappen und quer zu ihren Laufbahnen stehen, so dass es zur Zerstörung des Lagerkäfigs sowie zum vorzeitigen Ausfall des Lagers kommt. Ebenso haben die Kugelrollen innerhalb eines solchen Lagerkäfigs keine Möglichkeit, sich bei gemischter radialer und axialer Belastung des Lagers auf den jeweiligen Druckwinkel auszurichten, ohne dass es ebenfalls zum Kontakt der Kugelrollen mit dem Seitenring des Schnappkäfigs und den daraus resultierenden nachteiligen Folgen kommt.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Kugelrollenlager, zu konzipieren, das mit einem Kunststoff-Lagerkäfig ausgebildet ist, mit dem auch bei niedrigen Lagerdrehzahlen oder bei hoher Lagerbeschleunigung jederzeit eine ausreichende axiale Führung der Kugelrollen gewährleistet sowie ein Querstellen der Kugelrollen in ihren Laufbahnen vermeidbar ist und der die Möglichkeit bietet, dass sich die Kugelrollen bei gemischter radialer und axialer Belastung des Lagers ohne Kontakt zum Lagerkäfig selbsttätig auf den jeweiligen Lagerdruckwinkel ausrichten.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Radialwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass der Kunststoff-Lagerkäfig aus zwei axial getrennten und im Wesentlichen spiegelgleich ausgebildeten Ta- schenkäfighälften besteht, die über an ihren Trennflächen gegenüberliegend angeordnete, komplementäre Verbindungselemente form-, kraft- oder stoffschlüssig zusammensetzbar sind und im montierten Zustand für jede Kugelrolle eine dieselbe vollständig umschließende, separate Käfigtasche bilden, in der die Kugelrollen über reibungsarme Linienkontakte zwischen ihren Seitenflä- chen und den diesen gegenüberliegenden Längsstegen der Käfigtaschen einen definierten beidseitigen Axialverkippungsfreiraum zum selbsttätigen Ausrichten an den jeweiligen Lagerdruckwinkel aufweisen.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß aus- gebildeten Radialwälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlager vorgesehen, dass die Kontur der Käfigtaschen im Wesentlichen der Querschnittskontur der Kugelrollen entspricht, wobei jedoch der Ab- stand zwischen den Längsstegen der Käfigtaschen größer als das Maß der Breite der Kugelrollen zwischen ihren Seitenflächen ist. Die Querstege zwischen den Käfigtaschen sind dabei entsprechend dem Durchmesser der Kugel- rollen bzw. dem Radius ihrer Laufflächen gewölbt ausgebildet und über verrundete Übergangsbereiche mit den Längsstegen der Käfigtaschen verbunden.
Gemäß den Ansprüchen 3 und 4 zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebil- dete Radialwälzlager darüber hinaus noch dadurch aus, dass die Linienkontakte zwischen den Seitenflächen der Kugelrollen und den Längsstegen der Käfigtaschen bevorzugt über an die Innenseiten der Längsstege angeformte Wippstege herstellbar sind, die sich über den gesamten Durchmesser der Seitenflächen der Kugelrollen erstrecken und im Profilquerschnitt keilförmig ausgebildet sind. Die Höhe dieser keilförmigen Wippstege entspricht dabei jeweils etwa dem Abstand der Seitenflächen der Kugelrollen zu den gegenüberliegenden Längsstegen der Käfigtaschen, wobei jedoch zur Vermeidung eines Dauerkontaktes zwischen den Kugelrollen und dem Lagerkäfig zwischen den Wippstegen und den Seitenflächen der Kugelrollen ein geringer Luftspalt verbleibt. Die Kammlinien der Wippstege sind darüber hinaus für eine größtmögliche Führungslänge in vorteilhafter Weise auf dem Teilkreis der Kugelrollen angeordnet sowie verrundet ausgebildet, um einem vorzeitigen Verschleiß vorzubeugen.
Nach Anspruch 5 ist es ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebil- deten Radialwälzlagers, dass der Axialverkippungsfreiraum zum selbsttätigen Ausrichten der Kugelrollen an den jeweiligen Lagerdruckwinkel innerhalb der Käfigtaschen beidseitig der Längsmittelachsen der Kugelrollen einer Winkelspanne von bis zu 35° entspricht. Durch die von den Seitenflächen der Kugelrollen beabstandete Anordnung der Längsstege der Käfigtaschen können die Kugelrollen somit in einem durch die Oberflächen der Wippstege an den Längsstegen der Käfigtaschen begrenzten Schwenkbereich von insgesamt etwa 70° axiale Kippbewegungen ohne Kontakt zum Lagerkäfig ausführen.
Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausge- bildeten Radialwälzlagers durch Anspruch 6 noch vorgeschlagen, dass die an den Trennflächen der Taschenkäfighälften gegenüberliegend angeordneten komplementären Verbindungselemente an einer Käfighälfte bevorzugt als Zapfen ausgebildet sind, die in entsprechende Bohrungen an der anderen Käfig- hälfte einpressbar und mit diesen durch Ultraschallschweißen verbindbar sind. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, die beiden Käfighälften durch geeignete Rastelemente an deren Trennflächen oder durch Kleben miteinander zu verbinden oder die genannten Verbindungsarten miteinander zu kombinie- ren.
Das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Wälzlagern den Vorteil auf, dass es einen aus zwei spiegelgleichen Teilen zusammensetzbaren, nicht demontierba- ren Kunststoff-Lagerkäfig aufweist, durch den es in einfacher Weise möglich ist, die Kugelrollen in dieselben vollständig umschließenden Käfigtaschen anzuordnen und derart axial zu führen, dass die bei niedrigen Lagerdrehzahlen oder bei hoher Lagerbeschleunigung auftretenden Taumelbewegungen der Kugelrollen in ihren Käfigtaschen wirksam vermieden werden. Gleichzeitig ist es durch reibungsarme Linienkontakte zwischen den Kugelrollen und dem Lagerkäfig sowie durch definierte Axialverkippungsfreiräume innerhalb der Käfigtaschen möglich, dass die Kugelrollen sich ohne Kontakt zum Lagerkäfig selbsttätig an den jeweiligen Druckwinkel des Kugelrollenlagers ausrichten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelrollenlagers in Explosionsdarstellung;
Figur 2 eine räumliche Einzeldarstellung des montierten und mit Kugelrol- len befüllten Kunststoff-Lagerkäfigs des erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelrollenlagers; Figur 3 eine Draufsicht auf eine Käfighälfte des Kunststoff-Lagerkäfigs des erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelrollenlagers;
Figur 4 die Seitenansicht der Käfighälfte des Kunststoff-Lagerkäfigs des erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelrollenlagers nach Figur 3.
Figur 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X in der Seitenansicht der Käfighälfte des Kunststoff-Lagerkäfigs gemäß Figur 4.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus Figur 1 geht deutlich ein als einreihiges Kugelrollenlager 1 ausgebildetes Radialwälzlager hervor, welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring 2 mit einer inneren Rillenlaufbahn 3 und einem inneren Lagerring 4 mit einer äußeren Rillenlaufbahn 5 sowie aus einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen 2, 4 in den Rillenlaufbahnen 3, 5 abrollender Kugelrollen 6 besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen 7, 8 aufweisen. Ebenso ist in Figur 1 zu sehen, dass die Kugelrollen 6 durch einen Kunststoff-Lagerkäfig 9 in Umfangs- richtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden, der erfindungsgemäß aus zwei axial getrennten und im Wesentlichen spiegelgleich ausgebildeten Taschenkäfighälften 10, 11 besteht, die über an ihren Trennflächen 12, 13 gegenüberliegend angeordnete, komplementäre Verbindungselemente 14, 15 form-, kraft- oder stoffschlüssig zusammensetzbar sind.
Durch Figur 2 wird darüber hinaus deutlich, dass die beiden Taschenkäfighälften 10, 11 im montierten Zustand für jede Kugelrolle 6 eine dieselbe vollständig umschließende, separate Käfigtasche 16 bilden, in der die Kugelrollen 6 über reibungsarme Linienkontakte zwischen ihren Seitenflächen 7, 8 und den diesen gegenüberliegenden Längsstegen 17, 18 der Käfigtaschen 16 einen definierten beidseitigen Axialverkippungsfreiraum 19, 20 zum selbsttätigen Ausrichten an den Lagerdruckwinkel aufweisen. Deutlich sichtbar entspricht dabei die Kontur der Käfigtaschen 16 im Wesentlichen der Querschnittskontur der Kugelrollen 6, wobei jedoch der Abstand zwischen den Längsstegen 17, 18 der Käfigtaschen 16 größer als das Maß der Breite der Kugelrollen 6 zwischen ihren Seitenflächen 7, 8 ist und die entsprechend dem Durchmesser der Kugelrollen 6 gewölbt ausgebildeten Querstege 21 zwischen den Käfigtaschen 16 über in den Figuren 4 und 5 näher dargestellte verrundete Übergangsbereiche 22, 23 mit den Längsstegen 17, 18 der Käfigtaschen 16 verbunden sind.
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen desweiteren, dass die Linienkontakte zwischen den Seitenflächen 7, 8 der Kugelrollen 6 und den Längsstegen 17, 18 der Kä- figtaschen 16 bevorzugt über an die Innenseiten der Längsstege 17, 18 angeformte Wippstege 24, 25 herstellbar sind, die sich über den gesamten Durchmesser der Seitenflächen 7, 8 der Kugelrollen 6 erstrecken und im Profilquerschnitt keilförmig ausgebildet sind. Durch Figur 5 wird dabei deutlich, dass die Keilhöhe der Wippstege 24, 25 an den Innenseiten der Längsstege 17, 18 der Käfigtaschen 16 jeweils etwa dem Abstand der Seitenflächen 7, 8 der Kugelrollen 6 zu den gegenüberliegenden Längsstegen 17, 18 der Käfigtaschen 16 entspricht, während in Figur 3 angedeutet ist, dass die Kammlinien 26, 27 der Wippstege 24, 25 auf dem Teilkreis 28 der Kugelrollen 6 angeordnet sind.
Schließlich geht aus den Figuren 1 und 5 noch hervor, dass der Axialverkip- pungsfreiraum 19, 20 zum selbsttätigen Ausrichten der Kugelrollen 6 an den jeweiligen Lagerdruckwinkel innerhalb der Käfigtaschen 16 beidseitig der Längsmittelachsen der Kugelrollen 6 einer Winkelspanne von etwa 35° entspricht, so dass die Kugelrollen in einem durch die Oberflächen der Wippstege 24, 25 an den Längsstegen 17, 18 der Käfigtaschen 16 begrenzten Schwenkbereich von insgesamt etwa 70° axiale Kippbewegungen ohne Kontakt zum Kunststoff-Lagerkäfig 8 ausführen können. Die an den Trennflächen 12, 13 der Taschenkäfighälften 10, 11 gegenüberliegend angeordneten komplementären Verbindungselemente 14, 15 für die beiden Käfighälften 10, 11 sind dabei an der einen Käfighälfte 11 als Zapfen 29 ausgebildet, die in entsprechende Bohrungen 30 an der anderen Käfighälfte 10 einpressbar und mit diesen durch Ultraschallschweißen verbindbar sind. Bezugszahlenliste
1 Kugelrollenlager
2 äußerer Lagerring 3 Rillenlaufbahn in 2
4 innerer Lagerring
5 Rillenlaufbahn in 4
6 Kugelrollen
7 Seitenfläche an 6 8 Seitenfläche an 6
9 Kunststoff-Lagerkäfig
10 Taschenkäfighälfte von 9
11 Taschenkäfighälfte von 9
12 Trennfläche an 10 13 Trennfläche an 11
14 Verbindungselemente an 12
15 Verbindungselemente an 13
16 Käfigtaschen in 9
17 Längssteg von 16 18 Längssteg von 16
19 Axialverkippungsfreiraum in 16
20 Axialverkippungsfreiraum in 16
21 Querstege von 16
22 Übergangsbereich zu 17 23 Übergangsbereich zu 18
24 Wippsteg an 17
25 Wippsteg an 18
26 Kammlinie von 24
27 Kammlinie von 25 28 Teilkreis von 6
29 Zapfen an 12
30 Bohrungen in 13

Claims

Patentansprüche
1. Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Kugelrollenlager (1 ), welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring (2) mit einer inneren RiI- lenlaufbahn (3) und einem inneren Lagerring (4) mit einer äußeren Rillenlaufbahn (5) sowie aus einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen (2, 4) in den Rillenlaufbahnen (3, 5) abrollender Kugelrollen (6) besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen (7, 8) aufweisen und durch einen Kunststoff-Lagerkäfig (9) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen
Abständen zueinander gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff-Lagerkäfig (9) aus zwei axial getrennten und im Wesentlichen spiegelgleich ausgebildeten Taschenkäfighälften (10, 11 ) besteht, die über an ihren Trennflächen (12, 13) gegenüberliegend ange- ordnete, komplementäre Verbindungselemente (14, 15) form-, kraft- oder stoffschlüssig zusammensetzbar sind und im montierten Zustand für jede Kugelrolle (6) eine dieselbe vollständig umschließende, separate Käfigtasche (16) bilden, in der die Kugelrollen (6) über reibungsarme Linienkontakte zwischen ihren Seitenflächen (7, 8) und den diesen gege- nüberliegenden Längsstegen (17, 18) der Käfigtaschen (16) einen definierten beidseitigen Axialverkippungsfreiraum (19, 20) zum selbsttätigen Ausrichten an den Lagerdruckwinkel aufweisen.
2. Radialwälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Käfigtaschen (16) im Wesentlichen der Querschnittskontur der Kugelrollen (6) entspricht, wobei jedoch der Abstand zwischen den Längsstegen (17, 18) der Käfigtaschen (16) größer als das Maß der Breite der Kugelrollen (6) zwischen ihren Seitenflächen (7, 8) ist und die entsprechend dem Durchmesser der Kugelrollen (6) gewölbt ausgebilde- ten Querstege (21 ) zwischen den Käfigtaschen (16) über verrundete
Übergangsbereiche (22, 23) mit den Längsstegen (17, 18) der Käfigtaschen (16) verbunden sind.
3. Radialwälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkontakte zwischen den Seitenflächen (7, 8) der Kugelrollen (6) und den Längsstegen (17, 18) der Käfigtaschen (16) bevorzugt über an die Innenseiten der Längsstege (17, 18) angeformte, sich über den ge- samten Durchmesser der Seitenflächen (7, 8) der Kugelrollen (6) erstreckende und im Profilquerschnitt keilförmige Wippstege (24, 25) herstellbar sind.
4. Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilhöhe der Wippstege (24, 25) an den Innenseiten der Längsstege
(17, 18) der Käfigtaschen (16) jeweils etwa dem Abstand der Seitenflächen (7, 8) der Kugelrollen (6) zu den gegenüberliegenden Längsstegen (17, 18) der Käfigtaschen (16) entspricht und die Kammlinien (26, 27) der Wippstege (24, 25) auf dem Teilkreis (28) der Kugelrollen (6) ange- ordnet sind.
5. Radialwälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialverkippungsfreiraum (19, 20) zum selbsttätigen Ausrichten der Kugelrollen (6) an den jeweiligen Lagerdruckwinkel innerhalb der Käfigta- sehen (16) beidseitig der Längsmittelachse der Kugelrollen (6) einer durch die Oberflächen der Wippstege (24, 25) an den Längsstegen (17, 18) begrenzten Winkelspanne von bis zu 35° entspricht.
6. Radialwälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die an den Trennflächen (12, 13) der Taschenkäfighälften (10, 11 ) gegenüberliegend angeordneten komplementären Verbindungselemente (14, 15) an einer Käfighälfte (10 oder 11 ) bevorzugt als Zapfen (29) ausgebildet sind, die in entsprechende Bohrungen (30) an der anderen Käfighälfte (11 oder 10) einpressbar und mit diesen durch Ultraschallschwei- ßen verbindbar sind.
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