DE102018109623A1 - Rolling Element - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörperkäfig mit einem ringförmigen Scheibenkörper (2) mit mehreren gestanzten länglichen, sich radial erstreckenden Taschen (3) zur Aufnahme je eines nadelförmigen Wälzkörpers, die über axial ausgestellte Stege (4) voneinander getrennt sind, wobei die Stege (4) an beiden Seiten zur Tasche (3) weisende, einen in die Tasche (3) eingesetzten Wälzkörper übergreifende Vorsprünge (6) aufweisen.
Erfindungsgemäß sind die Vorsprünge (6) oberseitig mit einer zur Tasche (3) hin abfallenden Kantengeometrie (7) versehen.

Figure DE102018109623A1_0000
The invention relates to a Wälzkörperkäfig with an annular disk body (2) having a plurality of punched elongated, radially extending pockets (3) for receiving each of a needle-shaped rolling elements, which are separated by axially flared webs (4) from each other, wherein the webs (4) Both sides of the bag (3) facing, one in the pocket (3) rolling elements overlapping projections (6).
According to the invention, the projections (6) are provided on the upper side with an edge geometry (7) sloping down towards the pocket (3).
Figure DE102018109623A1_0000

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörperkäfig mit einem ringförmigen Scheibenkörper mit mehreren gestanzten länglichen, sich radial erstreckenden Taschen zur Aufnahme je eines nadelförmigen Wälzkörpers, die über axial ausgestellte Stege voneinander getrennt sind, wobei die Stege an beiden Seiten zur Tasche weisende, einen in die Tasche eingesetzten Wälzkörper übergreifende Vorsprünge aufweisen.The invention relates to a Wälzkörperkäfig with an annular disk body having a plurality of punched elongated, radially extending pockets for receiving a respective needle-shaped rolling elements, which are separated by axially flared webs from each other, wherein the webs on both sides facing the pocket, a rolling element inserted into the pocket have overarching projections.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Derartige Wälzkörperkäfige kommen in Axialnadel- oder -rollenlagern zum Einsatz. Sie weisen entsprechende Taschen auf, in die die länglichen Wälzkörper eingesetzt sind. Diese Taschen sind über axial ausgestellte Stege voneinander getrennt, das heißt, dass die Stege sich aus der Ebene des ringförmigen Scheibenkörpers heraus erheben. An beiden Seiten der Stege sind entsprechende zur Tasche weisende Vorsprünge vorgesehen, die in der Montagestellung die Wälzkörper übergreifen, mithin also zu einer unterhalb des Wälzkörperkäfigs befindlichen Laufscheibe hin fixieren, so dass die Wälzkörper nicht mehr aus den Taschen herausfallen können. Diese Vorsprünge sind als Rastvorsprünge ausgeführt, das heißt, dass es möglich ist, einen Wälzkörper durch hinreichend hohen Druck in die Tasche einzuschnappen. Zur Montage wird der jeweilige Wälzkörper oberhalb der Tasche positioniert und dann mit Druck gegen die in die Tasche ragenden Vorsprünge gedrückt. Hierbei kommt es zu einer leichten seitlichen Federbewegung der Stege, so dass der Wälzkörper bei reichendem Druck daran vorbeigeführt und in die Tasche eingedrückt werden kann. Mit dem Einschnappen in die Tasche entspannen sich die Stege wieder, der Wälzkörper ist über den Vorsprungübergriff fixiert.Such Wälzkörperkäfige come in axial needle or roller bearings used. They have corresponding pockets, in which the elongated rolling elements are used. These pockets are separated from each other by axially extending webs, that is, the webs rise out of the plane of the annular disk body. On both sides of the webs corresponding to the bag-facing projections are provided, which overlap in the mounting position, the rolling elements, therefore, so fix it to a located below the Wälzkörperkäfigs running disk, so that the rolling elements can not fall out of the pockets. These projections are designed as locking projections, which means that it is possible to snap a rolling element by sufficiently high pressure in the pocket. For mounting, the respective rolling element is positioned above the pocket and then pressed with pressure against the protruding into the pocket projections. This results in a slight lateral spring movement of the webs, so that the rolling element can be passed by it at sufficient pressure and pressed into the pocket. By snapping into the pocket, the webs relax again, the rolling elements is fixed on the projection overlap.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass beim Montieren des Wälzkörpers sich ein Abdruck der Vorsprünge auf der Wälzkörperlauffläche abbildet, das heißt, dass bei dem mit Druck erfolgenden Einpressen, bei dem wie beschrieben die Wälzkörper gegen die Vorsprünge und an diesen vorbeigedrückt werden, die Wälzkörperlauffläche durch diese Vorsprünge beeinflusst respektive geringfügig über einen Abdruck deformiert wird. Dieser Abdruck wirkt sich besonders dann nachteilig aus, wenn geräuscharme Lagerungen gefordert sind, wie beispielsweise bei Lagern für einen Elektromotor, wie er zunehmend im Bereich der Kraftfahrzeuge Anwendung findet.However, it has been found that when mounting the rolling element, an impression of the projections on the Wälzkörperlauffläche maps, that is, in the press-on pressing in which, as described, the rolling elements are pressed against the projections and these, the Wälzkörperlauffläche by these projections influenced respectively slightly deformed by an impression. This impression is particularly disadvantageous when low-noise bearings are required, such as in bearings for an electric motor, as it increasingly finds application in the field of motor vehicles.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen demgegenüber verbesserten Wälzkörperkäfig anzugeben.Based on the stated disadvantages of the known prior art, the invention is therefore based on the object to provide a contrast improved Wälzkörperkäfig.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Wälzkörperkäfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorsprünge oberseitig mit einer zur Tasche hin abfallenden Kartengeometrie versehen sind.To solve this problem is provided according to the invention in a Wälzkörperkäfig of the type mentioned that the projections are provided on the upper side with a sloping towards the bag map geometry.

Es hat sich herausgestellt, dass sich durch eine erfindungsgemäß zur Tasche hin abfallende Kantengeometrie an der Vorsprungoberseite, also dem Bereich, gegen den die einzusetzenden respektive einzuschnappenden Wälzkörper gedrückt werden, eine deutliche Verbesserung erreichen lässt und sich kein oder nur ein vernachlässigbarer Abdruck an der Wälzfläche bildet. Untersuchungen haben gezeigt, dass, wenn keine erfindungsgemäße Kantengeometrie ausgebildet wird, die Käfigtasche, die standardmäßig durch Stanzen hergestellt wird, im Bereich der Stege ein Stanzbild mit einem Einzug, einem Glattschnittanteil und einem Ausriss aufweist. Durch das Einfedern des Wälzkörpers entsteht ein Abdruck im Übergang vom Stanzeinzug in den Glattschnittanteil, also gerade im Bereich der oberen Kante der Vorsprünge. Dieser nachteilige Abdruck wird noch dadurch verstärkt, dass sich bei einer zumeist vorgenommenen Nitrocarburierung, also einer Härtebeschichtung respektive Ausbildung einer Härteschicht im Übergang vom Stanzeinzug zum Glattschnittanteil eine etwas erhöhte Schichtdicke aufbaut. Die Untersuchungen haben nun gezeigt, dass diese Stanzgeometrie in Verbindung mit dem üblicherweise gegebenen Beschichtungsaufwurf für die Ausbildung der nachteiligen Abdrücke in der Wälzkörperlauffläche ursächlich sind.It has been found that can be achieved by a according to the invention sloping to the bag edge geometry on the projection top, so the area against which to be used or einzuschnappenden rolling elements, a significant improvement and no or only a negligible impression forms on the rolling surface , Investigations have shown that, if no edge geometry according to the invention is formed, the cage pocket, which is produced by punching as standard, has a stamped image in the region of the webs with a draw-in, a smooth-cut portion and an eruption. By the deflection of the rolling element creates an impression in the transition from the punching indentation in the smooth section portion, ie just in the region of the upper edge of the projections. This disadvantageous impression is further enhanced by the fact that a somewhat increased layer thickness builds up in the case of nitrocarburizing which is usually carried out, that is to say a hardness coating or formation of a hardening layer in the transition from the stamping to the straight cut portion. The investigations have now shown that these punching geometry in conjunction with the usually given Beschichtungsaufwurf for the formation of adverse impressions in the Wälzkörperlauffläche are the cause.

Wird jedoch die erfindungsgemäße zur Tasche hin abfallende Kantengeometrie vorgesehen, so ergibt sich in diesem Bereich ein wesentlich weicherer respektive sanfterer Übergang. Die Kantengeometrie ermöglicht ein geführtes Abgleiten des Wälzkörpers am jeweiligen Vorsprung, so dass sich dieser nicht abbildet. Auch ergibt sich nur ein geringer Beschichtungsaufbau im Bereich der Kante respektive, dieser führt nicht zu einem nachteiligen Kantenabdruck, resultierend aus der erfindungsgemäß vorgesehenen abfallenden Kantengeometrie. Auch ermöglicht die erfindungsgemäße Kantengeometrie ein Vorzentrieren der Wälzkörper während des Füllprozesses vor dem Einpressen, was ebenfalls vorteilhaft ist.However, if the edge geometry according to the invention sloping towards the pocket is provided, a much softer or gentler transition results in this area. The edge geometry allows a guided sliding of the rolling element on the respective projection so that it does not reflect. Also, there is only a small coating build-up in the region of the edge respectively, this does not lead to a disadvantageous edge impression, resulting from the inventively provided sloping edge geometry. Also, the edge geometry according to the invention allows a pre-centering of the rolling elements during the filling process prior to pressing, which is also advantageous.

Die Kantengeometrie ist bevorzugt als abfallende Schrägfläche ausgeführt, also als schräg von der Stegoberfläche zur Stegseitenfläche führende Fläche. Alternativ kann die Kantengeometrie auch als abfallende Rundung ausgeführt sein, das heißt, dass ein entsprechendes Polygon ausgebildet ist.The edge geometry is preferably designed as a sloping oblique surface, ie as an obliquely from the web surface to the web side surface leading surface. Alternatively, the edge geometry can also be designed as sloping rounding, that is, that a corresponding polygon is formed.

Die Kantengeometrie wird bevorzugt durch Prägen erzeugt, wobei in diesem Zusammenhang aber auch die innere Vorsprungkante, also die Kante, die der die erfindungsgemäße Kantengeometrie aufweisenden Kante gegenüberliegt, entsprechend durch Prägen bearbeitet werden kann, so dass beispielsweise der Klemmwinkel in der Stanzausrisszone entschärft werden kann.The edge geometry is preferably produced by embossing, wherein in this context, however, the inner edge, ie the edge opposite the edge having the edge geometry according to the invention, can be machined accordingly by embossing, so that for example the clamping angle can be defused in the punching break zone.

Neben dem Wälzkörperkäfig selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wälzkörperkäfigs. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass an einem ringförmigen Scheibenbauteil durch Stanzen Durchbrechungen, die über in die Durchbrechung ragende Vorsprünge aufweisende Stege in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, ausgebildet werden, wonach die Stege durch Umformung axial ausgestellt werden, wonach an jedem Vorsprung oberseitig eine zur Tasche hin abfallende Kantengeometrie ausgebildet wird, wobei diese Kantengeometrie zweckmäßigerweise durch Prägen ausgebildet wird.In addition to the Wälzkörperkäfig itself, the invention further relates to a method for producing such a Wälzkörperkäfigs. This is characterized in that on an annular disc member by punching openings, which are spaced from each other in the opening by protrusions having webs in the circumferential direction, are formed, after which the webs are issued by forming axially, after which at each projection on the upper side to the bag sloping edge geometry is formed, this edge geometry is advantageously formed by embossing.

Die Kantengeometrie kann dabei als zur Tasche hin abfallende Schrägfläche oder als Rundung ausgeführt werden.The edge geometry can be designed as sloping sloping surface or as rounding.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen in:

  • 1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfigs,
  • 2 eine Schnittansicht durch den Käfig entlang der Linie II - II, und
  • 3 eine Schnittansicht, vergleichbar mit 2, durch einen Wälzkörperkäfig einer zweiten Ausführungsform.
The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. The drawings are schematic representations and show in:
  • 1 a partial perspective view of a Wälzkörperkäfigs invention,
  • 2 a sectional view through the cage along the line II - II , and
  • 3 a sectional view similar to 2 by a rolling element cage of a second embodiment.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfig 1, umfassend einen ringförmigen Scheibenkörper 2 mit mehreren länglichen, sich radial erstreckenden Taschen 3, die der Aufnahme jeweils eines nadelförmigen Wälzkörpers, die hier nicht näher gezeigt sind, dienen. Die Taschen 3 sind über axial ausgestellte Stege 4 voneinander beabstandet. Die Stege 4 laufen in ihrem mittleren Stegabschnitt 5 aus der Ebene des Scheibenkörpers heraus respektive in die Ebene wieder ein, wie 1 deutlich zeigt. 1 shows a Wälzkörperkäfig invention 1 comprising an annular disk body 2 with several elongate, radially extending pockets 3 , each of the recording of a needle-shaped rolling elements, which are not shown here, serve. The bags 3 are over axially flared webs 4 spaced apart. The bridges 4 run in their middle jetty section 5 out of the plane of the disk body respectively into the plane again, like 1 clearly shows.

Jeder Steg 5 weist an seiner Seite beidseits jeweils einen Vorsprung 6 auf, wobei die Vorsprünge 6, wie 1, aber auch die Schnittansicht gemäß 2 zeigen, in Umfangsrichtung in die jeweilige Tasche 3 hineinragen. Die Vorsprünge 6, die beim Stanzen der Taschen 3 bereits mit ausgestanzt werden und beim nachfolgenden Umformen zum Ausstellen der Stege 5 erhalten bleiben, bilden Schnappvorsprünge, hinter denen die Wälzkörper in der Montagestellung verschnappen, die also die Wälzkörper übergreifen und so gegen ein Herausfallen aus der jeweiligen Tasche 3 sichern.Every jetty 5 has on its side on both sides in each case a projection 6 on, with the projections 6 , as 1 , but also the sectional view according to 2 show, in the circumferential direction in the respective pocket 3 protrude. The projections 6 when punching the bags 3 already punched with and during the subsequent forming to exhibit the webs 5 remain preserved, forming snap projections, behind which the rolling elements in the assembly position verschnappen, so overlap the rolling elements and so against falling out of the respective pocket 3 to back up.

Wie 1 und 2 deutlich zeigen, weisen die Vorsprünge 6 an ihrer Oberseite jeweils eine zur Tasche 3 hin abfallende Kantengeometrie 7 auf, die hier jeweils in Form einer zur Tasche 3 hin abfallende Schrägfläche 8 ausgeführt ist. Diese erstreckt sich von der Oberseite jedes Steges 5 bis zur eigentlichen Vorsprungkante 9.As 1 and 2 clearly show the projections 6 one on each side of the bag 3 sloping edge geometry 7 on, here each in the form of a bag 3 Sloping sloping surface 8th is executed. This extends from the top of each bridge 5 to the actual leading edge 9 ,

Diese Schrägfläche 8 bildet einen sanften Übergang von der Stegoberseite zur jeweiligen Vorsprungkante 9, an ihnen kann ein zwischen zwei Stege 5 gelegter Wälzkörper in Form einer Nadel oder einer Rolle angelegt und vorzentriert werden. Beim Einpressen gleitet der Wälzkörper an diesen Schrägflächen 8 ab, die verbleibende Kante ist aufgrund dieser Schrägflächenausgestaltung nicht in der Lage, die Wälzfläche des Wälzkörpers merklich zu beeinträchtigen. Auch ergibt sich im Bereich der Schrägflächen 8 und damit auch im Bereich der jeweiligen Vorsprungkante 9 beim Härten des Wälzkörperkäfigs 1, z. B. durch Nitrocarburierung ein vergleichsweise geringerer Beschichtungsaufbau, also keine etwas erhöhte Schichtdicke extrem harten Materials, was bisher ebenfalls als Ursache für eine beim Einpressen erzeugte nachteilige Wälzkörperlaufflächenbeschädigung erkannt wurde.This bevel 8th forms a smooth transition from the web top to the respective edge of the projection 9 , on them can be between two bridges 5 laid rolling elements in the form of a needle or a roller and pre-centered. When pressed in, the rolling element slides on these inclined surfaces 8th from, the remaining edge is due to this inclined surface configuration is not able to significantly affect the rolling surface of the rolling body. Also results in the area of the inclined surfaces 8th and thus also in the area of the respective edge of the projection 9 when hardening the Wälzkörperkäfigs 1 , z. As by nitrocarburizing a comparatively lesser coating structure, so no slightly increased layer thickness extremely hard material, which was previously also recognized as the cause of an adverse Wälzkörperlaufflächenbeschädigung generated during pressing.

Eine zweite Erfindungsausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kantengeometrie 7 ist in der Schnittansicht gemäß 3 gezeigt. Hier ist die Kantengeometrie 7 als Rundung 10 ausgeführt, die ebenfalls einen sanften Übergang von der Stegoberseite zur Vorsprungkante zeigt. Auch an dieser Rundung 10 ist einerseits eine Zentrierung, andererseits ein Abgleiten beim Einschnappen möglich, wie sich auch dort kein nennenswerter vermehrter Schichtaufbau im Falle einer insbesondere durch Nitrocarburierung vorgenommenen Härtung einstellt. Auch diese Kantengeometrie ermöglicht demzufolge ein beschädigungsfreies Einschnappen der Wälzkörper zwischen die Stege 5 respektive in die jeweilige Tasche 3.A second embodiment of an inventive edge geometry 7 is in the sectional view according to 3 shown. Here is the edge geometry 7 as a rounding 10 executed, which also shows a smooth transition from the web top to the edge of the projection. Also at this rounding 10 on the one hand, a centering, on the other hand slipping when snapping possible, as well as there is no significant increased layer structure in the case of a particular made by nitrocarburization hardening. This edge geometry also allows a damage-free snapping the rolling elements between the webs 5 respectively in the respective bag 3 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WälzkörperkäfigRolling Element
22
Scheibenkörperwasher body
33
Taschebag
44
Stegweb
55
Stegabschnittweb section
66
Vorsprunghead Start
77
Kantengeometrieedge geometry
88th
Schrägflächesloping surface
99
Vorsprungkantelead edge
1010
Rundungcurve

Claims (7)

Wälzkörperkäfig mit einem ringförmigen Scheibenkörper (2) mit mehreren gestanzten länglichen, sich radial erstreckenden Taschen (3) zur Aufnahme je eines nadelförmigen Wälzkörpers, die über axial ausgestellte Stege (4) voneinander getrennt sind, wobei die Stege (4) an beiden Seiten zur Tasche (3) weisende, einen in die Tasche (3) eingesetzten Wälzkörper übergreifende Vorsprünge (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (6) oberseitig mit einer zur Tasche (3) hin abfallenden Kantengeometrie (7) versehen sind.Rolling cage with an annular disc body (2) with a plurality of punched elongated, radially extending pockets (3) for receiving a respective needle-shaped rolling elements, which are separated by axially flared webs (4), wherein the webs (4) on both sides of the pocket (3) pointing, having a rolling element in the pocket (3) cross-projections (6), characterized in that the projections (6) on the upper side with a to the bag (3) sloping down edge geometry (7) are provided. Wälzkörperkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantengeometrie als abfallende Schrägfläche (8) ausgeführt ist.Rolling cage after Claim 1 , characterized in that the edge geometry is designed as a sloping inclined surface (8). Wälzkörperkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantengeometrie als abfallende Rundung (10) ausgeführt ist.Rolling cage after Claim 1 , characterized in that the edge geometry is designed as a sloping rounding (10). Wälzkörperkäfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantengeometrie (7) durch Prägen erzeugt ist.Rolling element cage according to one of the preceding claims, characterized in that the edge geometry (7) is produced by embossing. Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörperkäfigs nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ringförmigen Scheibenbauteil (2) durch Stanzen Durchbrechungen, die über in die Durchbrechung ragende Vorsprünge (6) aufweisende Stege (4) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, ausgebildet werden, wonach die Stege (4) durch Umformung axial ausgestellt werden, wonach an jedem Vorsprung (6) oberseitig eine zur Tasche (3) hin abfallenden Kantengeometrie (7) ausgebildet wird.Method for producing a rolling element cage according to one of the preceding claims, characterized in that apertures which are spaced apart from one another in the circumferential direction by means of punching are formed on an annular disk component (2) by webs (4) projecting into the opening (6), after which the webs (4) are issued axially by deformation, after which at each projection (6) on the upper side an edge geometry (7) sloping towards the pocket (3) is formed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Kantengeometrie (7) durch Prägen erfolgt.Method according to Claim 5 , characterized in that the formation of the edge geometry (7) is effected by embossing. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantengeometrie als zur Tasche (3) hin abfallende Schrägfläche (9) oder als Rundung (10) ausgebildet wird.Method according to Claim 5 or 6 , characterized in that the edge geometry as to the pocket (3) sloping sloping surface (9) or as a rounding (10) is formed.
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