DE102014214332A1 - Cage for a rolling bearing, roller bearing and planetary gear bearing - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (1) für zylindrische Wälzkörper (18) eines Wälzlagers (17), umfassend zwei den Käfig (1) axial begrenzende äußere Ringborde (2, 3), einen mittleren Ringbord (4) und mehrere zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) angeordnete Stege (5), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (9) V-förmig 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 (18) of a roller bearing (17), comprising two outer ring rims (2, 3) axially delimiting the cage (1), a middle ring board (4) and a plurality between two ring rims (2 , 3, 4) arranged webs (5), of which in each case a central portion (9) is bent in a V-shape 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 äußere Ringborde, einen mittleren Ringbord und mehrere zwischen zwei Ringborden angeordnete Stege, von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt V-förmig radial nach innen abgekröpft ist.The invention relates to a cage for cylindrical rolling elements of a rolling bearing, comprising two cage axially delimiting outer annular rims, a central ring board and a plurality of annular ribs arranged between two ribs, of which in each case a central portion is bent V-shaped radially inwardly.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Derartige, auch als V-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 hochbelasteten Lagern eingesetzt, beispielsweise für die Lagerung von Planetenrädern in Planetengetrieben. Durch die dort auftretenden 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 (Wärmebehandlung) des Käfigs erforderlich.Such, also called V-profile cages Wälzkörperkäfige be prepared from a continuous strip material by a plurality of successive processing steps by stamping, 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 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 (heat 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.

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 V-Profil-Käfig, dessen Stege zwischen zwei benachbarten Ringborden jeweils näherungsweise V-förmig abgekröpft sind. Das erfindungsgemäße Durchmesser-Breiten-Verhältnis von weniger als 0,7 ermöglicht die Herstellung von langestreckten Käfigen, die den im Betrieb auftretenden hohen Fliehkräften gewachsen sind. Der erfindungsgemäße Käfig ist als zweireihiger Käfig ausgebildet.The cage according to the invention is a V-profile cage, the webs between each two adjacent annular rims are each bent approximately V-shaped. The diameter-to-width ratio of less than 0.7 according to the invention makes it possible to produce elongated cages which have coped with the high centrifugal forces occurring during operation. The cage according to the invention is designed as a double-row cage.

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 zwischen zwei Ringborden jeweils erste Halteflächen zur Halterung der Wälzkörper radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten zwischen zwei Ringborden jeweils 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 may provide that between two annular rims each first holding surfaces for holding the rolling elements radially inwardly and at the non-bent portions between two Ringborden each 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 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Käfigs; 1 a perspective view of a cage according to the invention;

2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Käfigs; 2 a side view of a cage according to the invention;

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

4 eine Seitenansicht eines Stegs des erfindungsgemäßen Käfigs; 4 a side view of a web of the cage according to the invention;

5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers; 5 a perspective view of a rolling bearing according to the invention;

6 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers. 6 a side view of a rolling bearing according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in den 1 und 2 gezeigte Kä1 umfasst zwei diesen axial begrenzende äußere Ringborde 2, 3 und einen mittleren Ringbord 4. Zwischen benachbarten Ringborden 2, 4 und 3, 4 sind jeweils axial verlaufende Stege 5 vorgesehen. Ein Steg erstreckt sich beispielsweise von dem äußeren Ringbord 2 zu dem mittleren Ringbord 4 und von dort weiter zu dem entgegengesetzten äußeren Ringbord 3. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Stegen 5 ist jeweils eine Tasche 6 für einen Wälzkörper gebildet.The in the 1 and 2 shown Ka 1 includes two of these axially delimiting outer annular rims 2 . 3 and a middle ring board 4 , Between adjacent ring shelves 2 . 4 and 3 . 4 are each axially extending webs 5 intended. A web extends, for example, from the outer ring board 2 to the middle ring board 4 and from there to the opposite outer ringboard 3 , Between two circumferentially adjacent webs 5 is each a bag 6 formed for a rolling element.

Die 3 und 4 zeigen eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines Stegs 5 und somit ein Detail des in den 1 und 2 gezeigten Käfigs 1. In 4 erkennt man, dass der Steg 5 aus zwei identischen Stegabschnitten 7, 8 besteht, wobei jeder Stegabschnitt 7, 8 einen mittleren Abschnitt 9 aufweist, der V-förmig radial nach innen abgekröpft ist. An beiden Seiten des mittleren Abschnitts 9 schließen sich schräg verlaufende Abschnitte 10, 11 an, an die sich nicht abgekröpfte Abschnitte 12, 13 anschließen. An dem mittleren Abschnitt 9 sind erste Halteflächen 14 ausgebildet, die sich an beiden Seiten des Stegs 5 in Umfangsrichtung erstrecken. An den nicht abgekröpften Abschnitten 12, 13 sind jeweils zweite Halteflächen 15, 16 zur Halterung der Wälzkörper ausgebildet. Die zweiten Halteflächen 15, 16 erstrecken sich an beiden Seiten des Stegs 5 in Umfangsrichtung. Der zweite Stegabschnitt 8 ist identisch zu dem Stegabschnitt 7 aufgebaut. Aufgrund der in 4 besonders gut erkennbaren Form werden derartige Käfige als V-Profil-Käfig bezeichnet.The 3 and 4 show a perspective view and a side view of a web 5 and thus a detail of the in the 1 and 2 shown cage 1 , In 4 you realize that the bridge 5 from two identical web sections 7 . 8th consists, each web section 7 . 8th a middle section 9 has, which is bent in a V-shape radially inwardly. On both sides of the middle section 9 close oblique sections 10 . 11 on, to the non-bent sections 12 . 13 connect. At the middle section 9 are first holding surfaces 14 formed on both sides of the bridge 5 extend in the circumferential direction. At the non-bent sections 12 . 13 are each second holding surfaces 15 . 16 designed to hold the rolling elements. The second holding surfaces 15 . 16 extend on both sides of the dock 5 in the circumferential direction. The second bridge section 8th is identical to the bridge section 7 built up. Due to the in 4 Particularly well recognizable form such cages are referred to as V-profile cage.

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

Die 5 und 6 zeigen ein Wälzlager 17, umfassend den Käfig 1 und Wälzkörper 18, die in den Taschen 6 aufgenommen sind. Die ersten Halteflächen 14 des Käfigs 1 sind so ausgebildet, dass sie während des Betriebs von den Wälzkörpern 18 beabstandet sind. Da die Wälzkörper 18 die Stege 5 nicht berühren, üben sie keine Kraft auf die Stege 5 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.The 5 and 6 show a rolling bearing 17 comprising the cage 1 and rolling elements 18 in the pockets 6 are included. The first holding surfaces 14 of the cage 1 are designed so that during operation of the rolling elements 18 are spaced. Because the rolling elements 18 the footbridges 5 do not touch, they exert no force on the bars 5 out, accordingly, those are on the cage 1 low mechanical loads compared to conventional cages, reducing the risk of damage or deformation.

Der Käfig 1 geeignet sich besonders gut für Anwendungen, bei denen hohe Fliehkräfte auftreten.The cage 1 particularly suitable for applications where high centrifugal forces occur.

Das in den 5 und 6 gezeigte Wälzlager 17 ist Bestandteil einer Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe. Ein Planetenrad ist mittels des Wälzlagers 17 auf einem Planetenbolzen gelagert.That in the 5 and 6 shown bearings 17 is part of a planetary gear bearing for a planetary gear. A planet gear is by means of the rolling bearing 17 stored on a planetary bolt.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Käfig Cage
22
Ringbord ring board
33
Ringbord ring board
44
Ringbord ring board
55
Steg web
66
Tasche bag
77
Stegabschnitt web section
88th
Stegabschnitt web section
99
mittlerer Abschnitt middle section
1010
schräg verlaufender Abschnitt sloping section
1111
schräg verlaufender Abschnitt sloping section
1212
nicht abgekröpfter Abschnitt not bent section
1313
nicht abgekröpfter Abschnitt not bent section
1414
erste Haltefläche first holding surface
1515
zweite Haltefläche second holding surface
1616
zweite Haltefläche second holding surface
1717
Wälzlager roller bearing
1818
Wälzkörper rolling elements

Claims (7)

Käfig (1) für zylindrische Wälzkörper (18) eines Wälzlagers (17), umfassend zwei den Käfig (1) axial begrenzende äußere Ringborde (2, 3), einen mittleren Ringbord (4) und mehrere zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) angeordnete Stege (5), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (9) V-förmig radial nach innen abgekröpft ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs (1) zur Breite des Käfigs (1) kleiner als 0,7 ist.Cage ( 1 ) for cylindrical rolling elements ( 18 ) of a rolling bearing ( 17 ), comprising two the cage ( 1 ) axially delimiting outer ring rims ( 2 . 3 ), a middle ring board ( 4 ) and several between two ring shelves ( 2 . 3 . 4 ) arranged webs ( 5 ), each of which has a middle section ( 9 ) Is bent radially inwardly in a V-shaped manner, characterized in that the ratio of the diameter of the cage ( 1 ) to the width of the cage ( 1 ) is less than 0.7. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Bandmaterial durch Umformen hergestellt ist.A cage according to claim 1, characterized in that it is produced from a strip material by deformation. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) jeweils erste Halteflächen (14) zur Halterung der Wälzkörper (18) radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten (12, 13) zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) jeweils zweite Halteflächen (15, 16) für die Halterung der Wälzkörper (18) radial nach außen aufweist. Cage according to claim 1 or 2, characterized in that it is arranged between two ring rims ( 2 . 3 . 4 ) each first holding surfaces ( 14 ) for holding the rolling elements ( 18 ) radially inwardly and at the non-bent portions ( 12 . 13 ) between two ring rims ( 2 . 3 . 4 ) each second holding surfaces ( 15 . 16 ) for the mounting of the rolling elements ( 18 ) has radially outward. Käfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Halteflächen (15, 16) jeweils unmittelbar neben den Ringborden (2, 3, 4) angeordnet sind.Cage according to claim 3, characterized in that the second retaining surfaces ( 15 . 16 ) immediately adjacent to the ring shelves ( 2 . 3 . 4 ) are arranged. Wälzlager (17), umfassend einen Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und in zwischen benachbarten Stegen (5) gebildeten Taschen (6) aufgenommene zylindrische Wälzkörper (18).Roller bearing ( 17 ), comprising a cage ( 1 ) according to one of claims 1 to 4 and in between adjacent webs ( 5 ) formed pockets ( 6 ) received cylindrical rolling elements ( 18 ). Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Halteflächen (14) des Käfigs (1) und die Wälzkörper (18) voneinander beabstandet sind.Rolling bearing according to claim 5, characterized in that the first retaining surfaces ( 14 ) of the cage ( 1 ) and the rolling elements ( 18 ) are spaced from each other. Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe, mit einem Planetenrad, das mittels eines Wälzlagers (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einem Planetenbolzen gelagert ist.Planetenradlagerung for a planetary gear, with a planetary gear by means of a rolling bearing ( 17 ) is mounted according to one of claims 1 to 6 on a planet shaft.
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