DE102019123254A1 - Angular contact ball bearings, device for positioning balls of the angular contact ball bearing and method for dismantling and assembling the angular contact ball bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager (1) wenigstens mit einer Reihe Kugeln (5, 6), einem Käfig (7, 8), einem Innenring (2) und einem Außenring (3), wobei die Kugeln (5, 6) in Umfangsrichtung um eine axial ausgerichtete Rotationsachse (4) des Schrägkugellagers (1) in der Reihe angeordnet und durch den Käfig (7, 8) zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (3) gehalten sind und wobei der Käfig (7, 8) eine zumindest der Anzahl der Kugeln (5, 6) entsprechende Anzahl an Taschen (37) aufweist und in der jeweiligen Tasche (37) zwischen der jeweiligen in der Tasche (37) angeordneten Kugel (5, 6) und der sphärischen Anlauffläche (43) wenigstens ein aus dem Material des Käfigs (7, 8) gebildeter Vorsprung (44) aus der sphärischen Anlauffläche (43) in Richtung dieser jeweiligen Kugel (5, 6) hervorsteht, mit welchem die Kugel (5, 6) zur sphärischen Anlauffläche (43) auf Abstand gehalten ist.The invention relates to an angular contact ball bearing (1) with at least one row of balls (5, 6), a cage (7, 8), an inner ring (2) and an outer ring (3), the balls (5, 6) in the circumferential direction an axially aligned axis of rotation (4) of the angular contact ball bearing (1) arranged in the row and held by the cage (7, 8) between the inner ring (2) and the outer ring (3) and wherein the cage (7, 8) at least the number of balls (5, 6) corresponding number of pockets (37) and in the respective pocket (37) between the respective ball (5, 6) arranged in the pocket (37) and the spherical contact surface (43) projection (44) formed from the material of the cage (7, 8) protrudes from the spherical contact surface (43) in the direction of this respective ball (5, 6), with which the ball (5, 6) to the spherical contact surface (43) Distance is kept.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung betrifft Schrägkugellager mit wenigstens einer Reihe Kugeln, einem Käfig, einem Innenring und einem Außenring, wobei die Kugeln in Umfangsrichtung um eine axial ausgerichtete Rotationsachse des Schrägkugellagers in der Reihe angeordnet und durch den Käfig zwischen dem Innenring und dem Außenring gehalten sind und wobei der Käfig eine zumindest der Anzahl der Kugeln entsprechende Anzahl an Taschen aufweist und dabei in jeder der Taschen eine der Kugeln in dem Käfig gehalten ist, wobei jede der Taschen eine der jeweiligen Kugel zugewandte sphärisch ausgebildete Anlauffläche für den Kontakt mit der in der Tasche gehaltenen Kugel aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Demontage des Schrägkugellagers sowie ein Verfahren zur Montage des Schrägkugellagers in eine Baugruppe.The invention relates to angular contact ball bearings with at least one row of balls, a cage, an inner ring and an outer ring, wherein the balls are arranged in the circumferential direction around an axially aligned axis of rotation of the angular contact ball bearing in the row and held by the cage between the inner ring and the outer ring and wherein the The cage has at least a number of pockets corresponding to the number of balls and one of the balls is held in the cage in each of the pockets, each of the pockets having a spherical contact surface facing the respective ball for contact with the ball held in the pocket . The invention also relates to a method for dismantling the angular contact ball bearing and a method for assembling the angular contact ball bearing in an assembly.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Es gibt Baugruppen mit gattungsgemäßen Schrägkugellagern, bei deren Montage zunächst der Außenring separat zu einer Einheit aus dem Innenring und dem Kugelkranz vormontiert werden muss. Ein Beispiel ist mit
Generell könnte davon ausgegangen werden, dass deshalb für derartige Verfahren der Außenring und die Einheit oder gar die Einzelteile aus Innenring und Kugelkränzen von vorneherein als separate Bauteile oder Einheiten postenweise an der Montagestation des Kunden bereitgestellt werden. Nachteile derartiger Verfahren bestehen jedoch darin, dass dadurch an der Montagestation mehr Platz für die Bereitstellung der einzelnen Posten benötigt wird. Die Lagerhaltung und der Transport werden aufgrund der verschiedenen Posten aufwendiger. Darüber hinaus können aus verschiedenen Gründen, wie Verlust oder Lieferung unterschiedlicher Losgrößen, Differenzen in der Anzahl der einander zuzuordnenden Einzelteile entstehen. Die Differenzen können hinsichtlich Kosten und Platzbedarf nachteilig zu Überhang an Einzelteilen im Lager des Kunden führen.In general, it could be assumed that the outer ring and the unit or even the individual parts of the inner ring and ball races are provided from the outset as separate components or units at the customer's assembly station for such methods. However, disadvantages of such methods are that they require more space at the assembly station for the provision of the individual items. Storage and transport are more complex due to the different items. In addition, for various reasons, such as loss or delivery of different lot sizes, differences in the number of individual parts that can be assigned to one another can arise. In terms of costs and space requirements, the differences can disadvantageously lead to an overhang of individual parts in the customer's warehouse.
Bei der Herstellung der Einzelteile müssen zunächst deren für die Fertigung notwendigen Einzeltoleranzen berücksichtigt werden. Diese Einzeltoleranzen können in der Summe am fertig montierten Schrägkugellager die für den Einbau und die Funktion des Schrägkugellagers zulässigen Toleranzen überschreiten. Deshalb werden die Einzelteile beim Lagerhersteller vermessen und beim Zusammensetzen der Einzelteile des Schrägkugellagers vom Fertigungslos abhängig so einander zusortiert, dass die zulässigen Toleranzen am fertigen Schrägkugellager gewahrt werden können.When manufacturing the individual parts, their individual tolerances, which are necessary for production, must first be taken into account. These individual tolerances can in total exceed the tolerances permissible for the installation and function of the angular contact ball bearing on the fully assembled angular contact ball bearing. For this reason, the individual parts are measured by the bearing manufacturer and, when assembling the individual parts of the angular contact ball bearing, are sorted according to the production lot so that the permissible tolerances on the finished angular contact ball bearing can be maintained.
Denkbar wäre auch, die Lieferung derartig vermessener und in diesem Sinne zusammenpassender Einzelteile an den Kunden. Die Lieferung von derartigen Losen an die Montagestation des Kunden würde dadurch sehr aufwendig werden. Zum einen, weil wieder einzelne Verpackungseinheiten mit den Einzelteilen mehr Platz während des Transports, in der Lagerhaltung und an der Montagestation für sich beanspruchen und zum anderen, weil genauestens darauf geachtet werden muss, dass nur einander zusortierte Teile auch miteinander verbaut werden. Deshalb werden die Schrägkugellager beim Hersteller der Wälzlager in der Regel aus den zueinander passenden Einzelteilen fertig zusammengesetzt und an die Montagestation des Kunden geliefert. Der Kunde trennt dort während des Montageprozesses den Außenring von der Einheit, setzt diesen als Einzelteil in das Gehäuse ein und führt dann eine Welle mit der aus dem Innenring und dem Kugelkranz gebildeten Einheit in den Außenring ein. Dabei wird darauf geachtet, dass nur die Einheit aus Kugelkränzen und Innenring dem im Gehäuse sitzende Außenring zugeführt wird, von welchem diese kurz zuvor getrennt wurde.It would also be conceivable to deliver individual parts that have been measured in this way and matched in this sense to the customer. The delivery of such lots to the customer's assembly station would be very costly. On the one hand, because again individual packaging units with the individual parts take up more space during transport, in storage and at the assembly station, and on the other hand, because care must be taken to ensure that only parts that have been sorted into one another are built together. This is why the angular contact ball bearings are usually assembled from the matching individual parts at the roller bearing manufacturer and delivered to the customer's assembly station. During the assembly process, the customer separates the outer ring from the unit, inserts it into the housing as an individual part and then inserts a shaft with the unit formed from the inner ring and the ball ring into the outer ring. Care is taken to ensure that only the unit made up of ball-and-socket assemblies and inner ring is fed to the outer ring in the housing, from which it was recently separated.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schrägkugellager zu schaffen, dessen Montage in gattungsgemäße Baugruppen vereinfacht wird.The object of the invention is to create an angular contact ball bearing, the assembly of which is simplified in generic assemblies.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the subject matter of claim 1.
Die Erfindung sieht vor, dass in der jeweiligen Tasche zwischen der jeweiligen in der Tasche angeordneten Kugel und der sphärischen Anlauffläche wenigstens ein aus dem Material des Käfigs gebildeter Vorsprung aus der sphärischen Anlauffläche in Richtung dieser jeweiligen Kugel hervorsteht. Mit diesem Vorsprung ist die jeweilige in der Tasche befindliche Kugel zur sphärischen Anlauffläche auf Abstand gehalten. Die sphärische Anlauffläche ist dabei die Anlauffläche im Inneren der Tasche, an der die jeweilige in der Tasche befindliche Kugel im Betrieb des Wälzlagers im direkten Gleitkontakt abgestützt und geführt ist. Durch diesen Vorsprung wird jedoch ein vollständiges Anliegen der Kugel an der Anlauffläche in einigen Bereichen der Tasche zunächst verhindert. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Vorsprung die Kugel zur Anlauffläche so auf Abstand hält, dass ein Sperren gegen das axiale Abziehen des Außenrings von der Einheit verhindert werden kann.The invention provides that in the respective pocket between the respective ball arranged in the pocket and the spherical run-on surface, at least one projection formed from the material of the cage protrudes from the spherical run-on surface in the direction of this respective ball. With this projection, the respective ball located in the pocket is kept at a distance from the spherical contact surface. The spherical contact surface is the contact surface in the interior of the pocket on which the respective ball located in the pocket is supported and guided in direct sliding contact when the roller bearing is in operation. This head start becomes however, a complete contact of the ball on the contact surface in some areas of the pocket is initially prevented. The advantage of the invention is that the projection keeps the ball at a distance from the contact surface in such a way that locking against the axial removal of the outer ring from the unit can be prevented.
Die Kugellager der betrachteten Gattung sind Rillenkugellager. Die Innenlaufbahn am Außenring und die Außenlaufbahn am Innenring ist jeweils eine Rille, welche vom Design abhängig konkav am Außenring zum Gehäuse hin und am Innenring zur Welle hin eingewölbt ist. Die Rillen sind seitlich durch radiale Erhöhungen begrenzt, welche allgemein als Borde bezeichnet werden.The ball bearings of the genus under consideration are deep groove ball bearings. The inner raceway on the outer ring and the outer raceway on the inner ring are each a groove which, depending on the design, is concave on the outer ring towards the housing and on the inner ring towards the shaft. The grooves are laterally limited by radial elevations, which are generally referred to as borders.
Die optimale Belastungsrichtung und der beste Kraftfluss wird allgemein betrachtet an Radial-Rillen-Kugellagern bereitgestellt, wenn die auf die Kugellager wirkende Kraft in einer Radialebene senkrecht zur Rotationsachse des Lagers ausgeübt wird. Dabei liegen die Kontaktpunkte der Kugeln am Außenring und am Innenring in idealer Weise in der Radialebene. Eine die Kontaktpunkte sowie den Kugelmittelpunkt schneidende Kontaktlinie ist dementsprechend auch in der Radialebene ausgerichtet und schneidet die Rotationsachse senkrecht. Normalerweise liegen die Kontaktpunkte an Rillenkugellagern axial mittig so zwischen den Borden, so dass die Borde bei Normalbelastung unbelastet sind oder nur gegen ganz geringe axiale Kräfte als Stützborde bzw. als Anschlag gegen axiales Auswandern wirken.The optimal load direction and the best force flow are generally considered to be provided on radial deep groove ball bearings when the force acting on the ball bearings is exerted in a radial plane perpendicular to the axis of rotation of the bearing. The contact points of the balls on the outer ring and the inner ring are ideally located in the radial plane. A contact line that intersects the contact points and the center of the sphere is accordingly also aligned in the radial plane and intersects the axis of rotation at right angles. Normally, the contact points on deep groove ball bearings are axially centered between the ribs so that the ribs are unloaded under normal load or only act as support ribs or as a stop against axial migration against very low axial forces.
In der Praxis treten jedoch auch kombinierte Belastungen auf bzw. sind als solche vorgesehen. Unter kombinierten Belastungen sind dabei die zu verstehen, durch die sowohl radiale als auch axiale Belastungskomponenten auf das Lager wirken. Schrägkugellager können als eine Sonder-Bauform der Kugellager angesehen werden, die sowohl axiale als auch radiale Belastungen aufnehmen. Bei Schrägkugellagern liegt der Kontaktpunkt an der Innenlaufbahn des Außenrings in einer anderen Radialebene als der Kontaktpunkt an der Außenlaufbahn des Innenrings, d. h., die Kontaktpunkte am Innenring sind gleichgerichtet mit der Richtung der Rotationsachse des Lagers axial zu den Kontaktpunkten am Außenring versetzt. Daraus ergibt sich, dass die durch den jeweiligen Kontaktpunkt und den Kugelmittelpunkt der an diesen Kontaktpunkten anliegenden Kugel verlaufende Kontaktlinie zur Rotationsachse geneigt verläuft und die Rotationsachse mit einem vom rechten Winkel abweichenden Druckwinkel schneidet. Es wird davon ausgegangen, dass die Kugelzentren der jeweiligen Reihe Kugeln in einer gemeinsamen Radialebene liegen.In practice, however, combined loads also occur or are intended as such. Combined loads are to be understood as those through which both radial and axial load components act on the bearing. Angular contact ball bearings can be viewed as a special type of ball bearing that can accommodate both axial and radial loads. In angular contact ball bearings, the contact point on the inner raceway of the outer ring lies in a different radial plane than the contact point on the outer raceway of the inner ring, i.e. That is, the contact points on the inner ring are aligned with the direction of the axis of rotation of the bearing and axially offset from the contact points on the outer ring. It follows that the contact line running through the respective contact point and the ball center point of the ball resting on these contact points runs inclined to the axis of rotation and intersects the axis of rotation at a pressure angle deviating from the right angle. It is assumed that the ball centers of the respective row of balls lie in a common radial plane.
Gegenüber den Radialrillenkugellagern sind deshalb die Kontaktpunkte in Schrägkugellagern der Krümmung der Kugelrille folgend in radialer Richtung an einem der Borde aufwärts gewandert. Der Bord wird damit zu einer Schulter des Schrägkugellagers, an der die Lagerkräfte axial und radial abgestützt werden. Das macht den beim Rillenkugellager gegenüberliegenden zweiten Bord überflüssig, zumal die Schrägkugellager in der Regel entlang ihrer Kontaktlinie vorgespannt werden und ein Auswandern in die entgegengesetzte axiale Richtung im eingebauten Zustand des Schrägkugellagers deshalb nicht möglich ist. Daraus ergibt sich, dass die Lagerringe von gattungsgemä-ßen Schrägkugellagern zunächst mit Sicht auf die Belastungsrichtung mit nur einer Schulter bzw. Bord versehen sind. Diese konstruktive Besonderheit macht es möglich, den Innenring und/oder den Außenring des montierten Schrägkugellagers in der Theorie aufs einfachste durch ein axiales Herausziehen und/oder Abziehen wieder voneinander zu trennen. Dies kann sich wie im oben genannten Beispiel als für die Einschwenkmontage notwendig und nützlich erweisen. Aus Gründen der Effektivität bei der Montage (zum Beispiel bei der oben erwähnten Einschwenkmontage ins Differenzial) sind an gattungsgemäßen Schrägkugellagern jedoch der Innenring, die Kugeln und der Käfig bereits zu einer selbsthaltenden Einheit zusammengesetzt. Dafür weist die Kugelrille an der von der stützenden Schulter (im Folgenden als Stützschulter bezeichnet) abgewandten Seite der Kugelrille eine weitere Schulter in Form einer radialen Überhöhung gegenüber dem radial tiefsten Punkt der Rille auf. Die mit dem Käfig zu einem Kugelkranz vormontierten Kugeln werden bei der Montage auf den Innenring über diese im Folgenden als Halteschulter bezeichnete Überhöhung geschnappt. Danach sind die Kugeln in die eine axiale Richtung an der Stützschulter sowie in die andere axiale Richtung an der Halteschulter gehalten. Alternativ wird der Käfig auf den Innenring gesetzt und werden die Kugeln von außen anschließend in den Käfig eingeschnappt. Für eine Demontage des Kugelkranzes von dem Innenring müsste deshalb eine nicht unerhebliche axiale Lösekraft auf den Kugelkranz oder den Innenring aufgebracht werden. Dies ist für die oben beschriebene Einschwenkmontage vorteilhaft, da dadurch beim Entfernen des Außenrings die Einheit aus Innenring und Kugelkranz selbst dann erhalten bleibt, wenn die Einheit mit dem Käfigkranz kopfunter hängend transportiert wird.Compared to the radial deep groove ball bearings, the contact points in angular contact ball bearings have therefore moved upwards in the radial direction on one of the rims, following the curvature of the ball groove. The rim thus becomes a shoulder of the angular contact ball bearing, on which the bearing forces are supported axially and radially. This makes the second flange opposite in the deep groove ball bearing superfluous, especially since the angular contact ball bearings are usually preloaded along their contact line and migration in the opposite axial direction is therefore not possible when the angular contact ball bearing is installed. This means that the bearing rings of angular contact ball bearings of the generic type are initially provided with only one shoulder or flange when viewed in the direction of loading. This special design feature makes it possible, in theory, to separate the inner ring and / or the outer ring of the mounted angular contact ball bearing in the simplest possible way by axially pulling them out and / or pulling them off. As in the above example, this can prove necessary and useful for swivel mounting. For reasons of effectiveness during assembly (for example with the above-mentioned swivel assembly in the differential), the inner ring, the balls and the cage are already assembled into a self-retaining unit on generic angular contact ball bearings. For this purpose, the ball groove on the side of the ball groove facing away from the supporting shoulder (hereinafter referred to as the supporting shoulder) has a further shoulder in the form of a radial elevation relative to the radially lowest point of the groove. The balls preassembled with the cage to form a ball ring are snapped onto the inner ring via this cant, which is referred to below as the retaining shoulder. Thereafter, the balls are held on the support shoulder in one axial direction and on the holding shoulder in the other axial direction. Alternatively, the cage is placed on the inner ring and the balls are then snapped into the cage from the outside. For a dismantling of the ball ring from the inner ring, a not inconsiderable axial release force would therefore have to be applied to the ball ring or the inner ring. This is advantageous for the pivoting assembly described above, since when the outer ring is removed, the unit of inner ring and ball ring is retained even if the unit is transported with the cage ring hanging upside down.
Da der Außenring beim Kunden von der Einheit getrennt werden soll, dürfte dieser also die Halteschulter nicht aufweisen, sodass ein einfaches axiales Abziehen möglich ist. Selbst wenn das so ist, hat sich in der Praxis jedoch erwiesen, dass die Kugelrille im Rahmen von Fertigungstoleranzen am Außenring durchaus auch ohne diesen Haltebord, wenn auch nur geringfügig, toleranzbedingt radial vertieft ausgeführt sein kann. Das hat zur Folge, dass sich auch an dieser Seite des Außenrings, an der im Sinne einer problemlosen Demontage des Außenrings allerdings kein Bord ausgebildet sein dürfte, seitlich der Kugelrille ungewollt eine Art Hinterschnitt gegen das ungehinderte axiale Abziehen des Kugelkranzes ausbilden kann.Since the outer ring is to be separated from the unit at the customer, it should not have the retaining shoulder, so that simple axial removal is possible. Even if this is the case, however, it has been found in practice that the ball groove can, within the scope of manufacturing tolerances on the outer ring, be designed radially deepened due to tolerances even without this retaining flange, even if only slightly. As a result, on this side of the outer ring, too, in the sense of problem-free dismantling of the outer ring However, no rim should be formed, laterally the ball groove can unintentionally form a kind of undercut against the unimpeded axial pulling off of the ball ring.
Die Kugeln sind in den Taschen des Käfigs innerhalb eines Taschenspieles radial und auch axial beweglich. Bei gattungsgemäßen Schrägkugellagern des Standes der Technik wirkt sich dieses Spiel so aus, dass die Kugeln sich infolge von Schwerkraft oder durch Erschütterungen in der Rille der Innenlaufbahn des Außenrings abstützen können. Im ungünstigen Fall hindern die Halteschulter bzw. der zuvor erwähnte Hinterschnitt dabei das Abziehen des Außenrings in vorgeschriebener Weise. Dabei stützen sich die unter Wirkung der Schwerkraft in die Kugelrille des Außenrings geschmiegten Kugeln axial an der Erhöhung der Halteschulter oder dem Hinterschnitt ab und Verhindern ein axiales Abziehen des Außenrings. In anderen Fällen genügt nur eine geringfügig angedeutete radiale Vertiefung der Kugelrille des Schrägkugellagers um einen sperrenden selbsthemmenden Effekt der Kugeln gegen ein Abziehen des Außenrings zu erzeugen. Auch das stört den Ablauf der Montage.The balls can be moved radially and axially in the pockets of the cage within a pocket game. In the case of prior art angular contact ball bearings of the generic type, this play has the effect that the balls can be supported in the groove of the inner raceway of the outer ring as a result of gravity or vibrations. In the worst case, the retaining shoulder or the previously mentioned undercut prevent the outer ring from being pulled off in the prescribed manner. The balls, which are nestled into the ball groove of the outer ring under the action of gravity, are supported axially on the elevation of the retaining shoulder or the undercut and prevent the outer ring from being pulled off axially. In other cases, only a slightly indicated radial recess in the ball groove of the angular contact ball bearing is sufficient to produce a locking, self-locking effect of the balls against the outer ring being pulled off. This also disrupts the assembly process.
Durch den erfindungsgemäßen Vorsprung können Richtung und Größe des Taschenspiels der Taschen des Käfigs korrigiert und an die zuvor geschilderten die Besonderheiten der Außenringe angepasst werden. Damit können die im Zusammenhang mit dem vorbekannten gattungsbildenden Stand der Technik verbundenen Nachteile vermieden werden. Ein Abziehen des Außenrings von der Einheit ist damit ungehindert möglich. Der Vorsprung weist derartige Abmessungen auf, dass die jeweilige mit der Schwerkraft belastete Kugel sich in der Tasche mit einem Abstand zur Anlauffläche der Tasche und damit auch mit einem Abstand zur Kugelrille gehalten wird, welcher ein ungehindertes axiales Abziehen des Käfigs mit den Kugeln, also des Kugelkranzes, zulässt.With the projection according to the invention, the direction and size of the pocket play of the pockets of the cage can be corrected and adapted to the special features of the outer rings described above. The disadvantages associated with the previously known, generic prior art can thus be avoided. It is therefore possible to pull the outer ring off the unit without hindrance. The projection has such dimensions that the respective ball loaded with the force of gravity is held in the pocket at a distance from the contact surface of the pocket and thus also at a distance from the ball groove, which allows the cage with the balls to be pulled axially unhindered Ball ring, allows.
Dementsprechend sieht eine Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung zum Positionieren der Kugeln in dem Schrägkugellager vor, welche zumindest in Form der Vorsprünge ausgebildet ist, wobei eine Einheit aus den Kugeln, dem Käfig und dem Innenring zu einer in sich selbst haltenden Einheit zusammengesetzt ist, und wobei die Kugeln mittels der Vorrichtung auf Abstand zu einer Innenlaufbahn des Außenrings gehalten werden. Die Vorrichtung wird in vorteilhafter Weise bei der Herstellung des Käfigs in Form der Vorsprünge in das Schrägkugellager integriert, sodass eine gesonderte Vorrichtung als Hilfsmittel zur Vermeidung der oben genannten Nachteile nicht erforderlich ist.Accordingly, one embodiment of the invention provides a device for positioning the balls in the angular contact ball bearing, which is designed at least in the form of the projections, a unit composed of the balls, the cage and the inner ring being assembled into a self-retaining unit, and wherein the balls are kept at a distance from an inner raceway of the outer ring by means of the device. The device is advantageously integrated into the angular contact ball bearing during the manufacture of the cage in the form of the projections, so that a separate device is not required as an aid to avoid the above-mentioned disadvantages.
Daraus lässt sich mit einer Ausgestaltung der Erfindung ein Verfahren zur Demontage eines Schrägkugellagers ableiten. Mit diesem Verfahren wird die Einheit körperlich axial von dem Außenring getrennt und zugleich die Kugeln mittels der Vorrichtung zum Außenring auf Abstand gehalten.A method for dismantling an angular contact ball bearing can be derived from this with an embodiment of the invention. With this method, the unit is physically separated axially from the outer ring and at the same time the balls are kept at a distance from the outer ring by means of the device.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Montage eines Schrägkugellagers in eine zumindest aus einer Gehäuse, einer Welle und dem Schrägkugellager gebildeten Baugruppe vorgesehen, welches durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- a. Bereitstellen eines vollständigen Schrägkugellagers, d. h. mit Innenring, Außenring und mit Kugeln zu einer Baueinheit vormontiert;
- b. Demontieren des Schrägkugellagers mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
- c. Einsetzen des Außenrings in das Gehäuse;
- d. Aufsetzen der Einheit auf die Welle;
- e. Entfernen der Vorsprünge entweder beim Abziehen des Außenrings von der Einheit oder alternativ bei der Montage der Einheit in den im Gehäuse sitzende Außenring. Alternativ werden die Vorsprünge während einer Anlaufphase des Kugellagers bei rotierendem Betrieb des Wälzlagers durch die Kugel innerhalb kürzester Zeit abgestoßen oder abgeschliffen.
- a. Providing a complete angular contact ball bearing, ie pre-assembled with inner ring, outer ring and balls to form a structural unit;
- b. Dismantling the angular contact ball bearing using the method according to the invention
- c. Inserting the outer ring into the housing;
- d. Placing the unit on the shaft;
- e. Removal of the projections either when pulling the outer ring off the unit or alternatively when assembling the unit into the outer ring seated in the housing. Alternatively, the projections are repelled or abraded by the ball within a very short time during a start-up phase of the ball bearing when the roller bearing is rotating.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der jeweilige Vorsprung in der Tasche ein vollständiges Anliegen der Kugel an der Anlauffläche in einigen Bereichen der Tasche und insbesondere in Richtung der Innenlaufbahn des Außenrings temporär verhindert. Der Vorsprung ist radial, d. h. in Richtung quer zur Rotationsachse, zwischen einem Teilkreis und einer Innenlaufbahn des Außenrings an der Anlauffläche ausgebildet.One embodiment of the invention provides that the respective projection in the pocket temporarily prevents the ball from completely resting on the contact surface in some areas of the pocket and in particular in the direction of the inner raceway of the outer ring. The protrusion is radial, i.e. H. formed in the direction transverse to the axis of rotation, between a pitch circle and an inner raceway of the outer ring on the contact surface.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der jeweilige Vorsprung die jeweilige Kugel der Kugeln in axialer und radialer Richtung so hintergreift, dass das Gewicht zumindest einiger Kugeln an einigen der Vorsprünge so abgestützt ist, dass diese radial zur sphärischen Anlauffläche und einer an dem Außenring ausgebildeten Innenlaufbahn auf Abstand gehalten sind.A further embodiment of the invention provides that the respective projection engages behind the respective ball of the balls in the axial and radial direction so that the weight of at least some balls is supported on some of the projections so that these are radial to the spherical contact surface and one on the outer ring trained inner raceway are kept at a distance.
Der Vorsprung hält nach beiden zuvor geschilderten Ausgestaltungen die jeweilige Kugel in diese Richtung zur Anlauffläche und damit auch zur Innenlaufbahn des Außenrings auf Abstand, wodurch ein Sperren gegen das Abziehen des Außenrings verhindert wird. Der Außenring kann ungehindert über den Hüllkreis der Kugeln gezogen werden. Das schließt jedoch nicht aus, dass die Kugeln in der Tasche an anderen Stellen mit der Anlauffläche im Kontakt stehen.According to the two configurations described above, the projection keeps the respective ball at a distance in this direction from the contact surface and thus also from the inner raceway of the outer ring, which prevents the outer ring from being locked. The outer ring can be pulled unhindered over the enveloping circle of the balls. However, this does not rule out that the balls in the pocket are in contact with the contact surface at other points.
Der Teilkreis ist ein in der Radialebene, in welcher die Kugelzentren liegen, um die Rotationsachse verlaufender gedachter Kreis, auf dem die Mittelpunkte bzw. Kugelzentren der Kugeln einer Reihe angeordnet sind. Der Hüllkreis ist ein konzentrisch zum Teilkreis angeordneter Kreis, der die Kugeln einer Reihe radial außen umgibt und der deshalb um das Maß eines Kugeldurchmessers der Kugeln größer ist als der Teilkreis.The pitch circle is one in the radial plane in which the spherical centers lie around the An imaginary circle running through the axis of rotation, on which the centers or spherical centers of the spheres in a row are arranged. The enveloping circle is a circle arranged concentrically to the pitch circle, which surrounds the balls in a row radially on the outside and which is therefore larger than the pitch circle by the amount of a ball diameter of the balls.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in jeder Tasche drei der Vorsprünge ausgebildet sind. Über eine Dreipunktauflage ist jeweilige Kugel in der Tasche gut zentriert und der Abstand zur Innenlaufbahn während des Abziehens des Außenrings so sichergestellt, dass die Kugeln nicht selbsthemmen oder an der Halteschulter klemmen.Another embodiment of the invention provides that three of the projections are formed in each pocket. The respective ball is well centered in the pocket via a three-point support and the distance to the inner raceway is ensured while the outer ring is being pulled off so that the balls do not self-lock or jam on the retaining shoulder.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Schrägkugellager zwei der Reihen mit den Kugeln aufweist. In 2-reihigen Schrägkugellager sind zwei der Kugelkränze zwischen Innen- und Außenring angeordnet. Jedem Kugelkranz und damit jeder Reihe Kugeln ist sowohl eine Innenlaufbahn am Außenring als auch eine Außenlaufbahn am Innenring zugeordnet. Jede Reihe der Kugeln ist in einem separaten Käfig angeordnet. Die Kugeln der einen Reihe des 2-reihigen Schrägkugellagers liegen auf einem anderen Teilkreis mit einem anderen Durchmesser als die Kugeln der anderen Reihe. Darüber hinaus sind die Durchmesser der auf dem größeren Teilkreis angeordneten Kugeln größer als die der anderen Reihe mit dem kleineren Teilkreis. Der Vorteil von 2-reihigen Schrägkugellagern besteht in ihrer vergleichsweise gegenüber einreihigen Schrägkugellagern höheren Tragfähigkeit. Derartige Lage ersetzen in Achsgetrieben derzeit in größeren Mengen Kegelrollenlager, welche eine hohe Tragfähigkeit besitzen jedoch im Betrieb im Vergleich mit 2-reihigen Schrägkugellagern auch vergleichbar höhere Reibung verursachen.Another embodiment of the invention provides that the angular contact ball bearing has two of the rows with the balls. In 2-row angular contact ball bearings, two of the ball races are arranged between the inner and outer ring. Each ball race and thus each row of balls is assigned both an inner raceway on the outer ring and an outer raceway on the inner ring. Each row of the balls is arranged in a separate cage. The balls in one row of the 2-row angular contact ball bearing are on a different pitch circle with a different diameter than the balls in the other row. In addition, the diameters of the balls arranged on the larger pitch circle are larger than those of the other row with the smaller pitch circle. The advantage of 2-row angular contact ball bearings is that they have a higher load capacity compared to single-row angular contact ball bearings. Such positions are currently replacing larger quantities of tapered roller bearings in axle drives, which have a high load-bearing capacity but also cause comparatively higher friction in operation compared with 2-row angular contact ball bearings.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lebensdauer der jeweiligen Vorsprünge im Sinne einer geplanten qualitativen Obsoleszenz im Vergleich zur Gesamtlebensdauer des Schrägkugellagers bewusst um ein Vielfaches verkürzt ist Bei der einer qualitativen Obsoleszenz versagt oder verschleißt ein Produkt zu einem bestimmten, geplanten, gewöhnlich nicht allzu fernen Zeitpunkt. Es ist also vorgesehen, dass die Vorsprünge entweder schon bei der Demontage des Außenrings von der Einheit oder beim Einführen der Welle mit der Einheit aus Innenring und Kugelkranz, also weit vor dem Ende der Lebensdauer der Schrägkugellagers, abgerissen, abgestoßen, abgebrochen oder abgerieben werden. Alternativ verschwinden diese Vorsprünge innerhalb kürzester Zeit nach einigen Umdrehungen im beim Einlaufen oder im Betrieb des Kugellagers. Die Vorsprünge sind also so filigran ausgelegt, dass diese mit absoluter Sicherheit bei der Montage oder unmittelbar nach der Montage ins Gehäuse aus den Taschen verschwinden und aber auch keinen Schaden verursachen.A further embodiment of the invention provides that the service life of the respective projections in the sense of a planned qualitative obsolescence is consciously shortened many times over compared to the total service life of the angular contact ball bearing. In the case of a qualitative obsolescence, a product fails or wears out to a specific, planned, usually not too distant point in time. It is therefore provided that the projections are either torn off, pushed off, broken off or rubbed off when the outer ring is dismantled from the unit or when the shaft with the unit made up of the inner ring and ball and cage assembly, i.e. well before the end of the service life of the angular contact ball bearings. Alternatively, these projections disappear within a very short time after a few revolutions in the running-in or operation of the ball bearing. The projections are designed so filigree that they disappear from the pockets with absolute certainty during assembly or immediately after assembly into the housing and do not cause any damage.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In diesem Sinne zeigen
-
1 einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schrägkugellager, -
2 eine Gesamtansicht eines Käfigs des erfindungsgemäßen Schrägkugellagers, -
3 eine vergrößerte und nicht maßstäbliche Darstellung desDetails Z aus 2 und -
4 eine schematische Darstellung, mit der die Funktion und Wirkung des Gegenstands der Erfindung näher erläutert werden.
-
1 a partial section through an angular contact ball bearing according to the invention, -
2 an overall view of a cage of the angular contact ball bearing according to the invention, -
3 an enlarged and not to scale representation of the detail Z from2 and -
4th a schematic representation with which the function and effect of the subject matter of the invention are explained in more detail.
Zwei Außenlaufbahnen
Die Außenlaufbahnen
In
Die jeweilige Kontaktlinie
Die Kugelrille der ersten Außenlaufbahn
Die Kugelrille der ersten Innenlaufbahn
Das Schrägkugellager ist also dadurch definiert, dass jeder der Kontaktpunkte
Das Schrägkugellager
- -
Die ersten Kugeln 5 der ersten Reihe sind in ihrem Durchmesser größer als die Kugeln6 der zweiten Reihe. - - Der Radius R1 des durch die
Kugelzentren 15 der ersten Kugeln5 verlaufenden ersten Teilkreises45 ist größer als der durch die Kugelzentren16 der zweiten Kugeln6 verlaufende Radius R2 des zweiten Teilkreises. - - Der Radius H1 des Hüllkreises der ersten Reihe Kugeln
5 ist größer als der Radius H2 des Hüllkreises der zweiten Reihe Kugeln6 . - -
Die Käfige 7 und8 sind zueinander separat ausgeführt. - -
Der Innenring 2 weist einteilig-einmaterialig beide Außenlaufbahnen9 und10 auf. - -
Der Außenring 3 weist einteilig-einmaterialig beide Innenlaufbahnen11 und12 auf.
- - The
first bullets 5 the first row are larger in diameter than the balls6th the second row. - - The radius R1 of the through the spherical centers
15th of thefirst bullets 5 runningfirst pitch circle 45 is greater than that through the spherical centers16 of the second balls6th extending radius R2 of the second pitch circle. - - The radius H1 of the enveloping circle of the first row of
balls 5 is larger than the radius H2 of the enveloping circle of the second row of balls6th . - - The cages
7th and8th are carried out separately from each other. - - The
inner ring 2 has both outer raceways in onepiece 9 and10 on. - - The
outer ring 3 has both inner raceways in onepiece 11 and12 on.
Da die Teilkreise
In der linken Darstellung steht ein Vorsprung
Im Bild rechts ist ein Betriebszustand dargestellt, in dem der Vorsprung (die Vorsprünge) durch beliebige Maßnahmen oder Verschleiß bereits von der sphärischen Anlauffläche
- - Variante A: Der Abstand T2 ist sowie in
4 dargestellt gleich 0. In diesem Fall muss der Abstand T1 mindestens genauso groß oder größer als die radiale Höhe der Halteschultern27 bzw.30 sein. - - Variante B: Der Abstand T2 ist größer als ein Zahlenwert
0 . In diesem Fall kann der Abstand T1 kleiner sein als die Schulterhöhe der Halteschultern27 bzw.30 sein. Die Summe aus den Abständen T1 und T2 muss jedoch gleich oder größer als die Schulterhöhe der Halteschulter an27 bzw.30 sein.
- - Variant A: The distance T2 is as well as in
4th shown equals 0. In this case, the distance T1 must be at least as large or greater than the radial height of the retainingshoulders 27 or.30th be. - - Variant B: The distance T2 is greater than a numerical value
0 . In this case, the distance T1 can be smaller than the shoulder height of the holdingshoulders 27 or.30th be. However, the sum of the distances T1 and T2 must be equal to or greater than the shoulder height of the holdingshoulder 27 or.30th be.
Über die Auswahl der Abstände T1 und T2 und deren Kombination kann zum einen die Größe der Vorsprünge
Durch die mit den Abständen T1 und T2 vorgegebene Position der Kugeln kann die aus dem Innenring
Due to the position of the balls given with the distances T1 and T2, the
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
- 22
- InnenringInner ring
- 33
- AußenringOuter ring
- 44th
- RotationsachseAxis of rotation
- 55
- Kugeln der ersten ReiheFront row balls
- 66th
- Kugeln der zweiten ReiheSecond row balls
- 77th
- erster Käfigfirst cage
- 88th
- zweiter Käfigsecond cage
- 99
- erste Außenlaufbahnfirst outside career
- 1010
- zweite Außenlaufbahnsecond outer career
- 1111
- erste Innenlaufbahnfirst inner career
- 12 12
- zweite Innenlaufbahnsecond inner career
- 1313
- erste Kontaktliniefirst line of contact
- 1414th
- zweite Kontaktliniesecond line of contact
- 1515th
- Zentrum der ersten KugelCenter of the first ball
- 1616
- Zentrum der zweiten KugelCenter of the second sphere
- 1717th
- erster Kontaktpunkt an der Außenlaufbahnfirst contact point on the outer raceway
- 1818th
- zweiter Kontaktpunkt an der Außenlaufbahnsecond contact point on the outer raceway
- 1919th
- erster Kontaktpunkt an der Innenlaufbahnfirst contact point on the inner raceway
- 2020th
- zweiter Kontaktpunkt an der Innenlaufbahnsecond contact point on the inner raceway
- 2121st
- erste Stützschulter der ersten Außenlaufbahnfirst support shoulder of the first outer raceway
- 2222nd
- erste Halteschulter der ersten Außenlaufbahnfirst retaining shoulder of the first outer raceway
- 2323
- Verbindungsabschnitt am InnenringConnection section on the inner ring
- 2424
- zweite Stützschulter der zweiten Außenlaufbahnsecond support shoulder of the second outer raceway
- 2525th
- zweite Halteschulter der zweiten Außenlaufbahnsecond retaining shoulder of the second outer raceway
- 2626th
- erste Stützschulter der ersten Innenlaufbahnfirst support shoulder of the first inner raceway
- 2727
- erste Halteschulter der ersten Innenlaufbahnfirst retaining shoulder of the first inner raceway
- 2828
- Verbindungsabschnitt am AußenringConnection section on the outer ring
- 2929
- zweite Stützschulter der zweiten Innenlaufbahnsecond support shoulder of the second inner raceway
- 3030th
- zweite Halteschulter der zweiten Innenlaufbahnsecond retaining shoulder of the second inner raceway
- 3131
- erste Stirnseite des Schrägkugellagersfirst face of the angular contact ball bearing
- 3232
- zweite Stirnseite des Schrägkugellagerssecond face of the angular contact ball bearing
- 3333
- Scheitelpunkt der Kugelrille der ersten AußenlaufbahnVertex of the ball groove of the first outer raceway
- 3434
- Scheitelpunkt der Kugelrille der zweiten AußenlaufbahnVertex of the ball groove of the second outer raceway
- 3535
- Scheitelpunkt der Kugelrille der ersten InnenlaufbahnVertex of the ball groove of the first inner raceway
- 3636
- Scheitelpunkt der Kugelrille der zweiten InnenlaufbahnVertex of the ball groove of the second inner raceway
- 3737
- Taschebag
- 3838
- SeitenrandMargin
- 3939
- SeitenrandMargin
- 4040
- MittelstegMiddle bar
- 4141
- Kugel-SchnapphalterungSnap ball mount
- 4242
- Randedge
- 4343
- AnlaufflächeContact surface
- 4444
- Vorsprunghead Start
- 4545
- TeilkreisPitch circle
- 4646
- TeilkreisPitch circle
- 4747
- Vertiefungdeepening
- 4848
- WiderlagerAbutment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017127403 A1 [0002]DE 102017127403 A1 [0002]
Claims (10)
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DE102019123254.6A DE102019123254A1 (en) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | Angular contact ball bearings, device for positioning balls of the angular contact ball bearing and method for dismantling and assembling the angular contact ball bearing |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=72046200
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- 2019-08-30 DE DE102019123254.6A patent/DE102019123254A1/en not_active Ceased
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