DE112008001171B4

DE112008001171B4 - Zweireihiges Schrägkugellager mit zwei Kunststoff-Schnappkäfigen mit Haltenasen

Info

Publication number: DE112008001171B4
Application number: DE112008001171.0T
Authority: DE
Inventors: Shakeel Shaikh
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: WO2008138519A1; US8360653B2; DE112008001171T5; US20100215303A1

Abstract

Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager, umfassend:
– einen Außenring mit einer ersten äußeren Laufbahn axial neben einer zweiten äußeren Laufbahn;
– einen ersten Innenring mit einer ersten inneren Laufbahn radial gegenüber der ersten äußeren Laufbahn und einer ersten Haltenut innenseitig, axial neben der ersten äußeren Laufbahn;
– einen zweiten Innenring mit einer zweiten inneren Laufbahn radial gegenüber der zweiten äußeren Laufbahn und einer zweiten Haltenut innenseitig, axial neben der zweiten inneren Laufbahn, wobei sich die erste Haltenut innenseitig axial neben der zweiten Haltenut befindet;
– einen ersten Kugelkronenring mit einem ersten Kunststoff-Schnappkäfig mit mehreren ersten Taschen, die einen Satz von ersten Kugeln unterbringen, wobei die ersten Kugeln in der ersten äußeren Laufbahn und in der ersten inneren Laufbahn laufen, und mehreren ersten Haltenasen, die sich axial einwärts und radial abwärts erstrecken, um mit der ersten Haltenut einzurasten, um den ersten Innenring im Lager zu halten;
– einen zweiten Kugelkronenring mit einem zweiten ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager, umfassend:
einen Außenring mit einer ersten äußeren Laufbahn axial neben einer zweiten äußeren Laufbahn;
einen ersten Innenring mit einer ersten inneren Laufbahn radial gegenüber der ersten äußeren Laufbahn und einer ersten Haltenut innenseitig, axial neben der ersten äußeren Laufbahn;
einen zweiten Innenring mit einer zweiten inneren Laufbahn radial gegenüber der zweiten äußeren Laufbahn und einer zweiten Haltenut innenseitig, axial neben der zweiten inneren Laufbahn, wobei sich die erste Haltenut innenseitig axial neben der zweiten Haltenut befindet;
einen ersten Kugelkronenring mit einem ersten Kunststoff-Schnappkäfig mit mehreren ersten Taschen, die einen Satz von ersten Kugeln unterbringen, wobei die ersten Kugeln im der ersten äußeren Laufbahn und in der ersten inneren Laufbahn laufen, und mehreren ersten Haltenasen, die sich axial einwärts und radial abwärts erstrecken, um mit der ersten Haltenut einzurasten, um den ersten Innenring im Lager zu halten;
einen zweiten Kugelkronenring mit einem zweiten Kunststoff-Schnappring mit mehreren zweiten Taschen, die einen Satz von zweiten Kugeln unterbringen, wobei die zweiten Kugeln in der zweiten äußeren Laufbahn und in der zweiten inneren Laufbahn laufen, und mehreren zweiten Haltenasen, die sich axial einwärts und radial abwärts erstrecken, um mit der zweiten Haltenut einzurasten und den zweiten Innenring im Lager zu halten,
wobei:
der erste Kugelkronenring eine erste Rippe umfasst und dabei jede der mehreren ersten Taschen, eine Unterseite, die an der ersten Rippe fixiert ist, sowie eine offene Oberseite aufweist, und wobei sich jede der mehreren ersten Haltenasen von der ersten Rippe erstreckt;
der zweite Kugelkronenring eine zweite Rippe umfasst, und dabei jede der mehreren zweiten Taschen, eine Unterseite, die an der zweiten Rippe fixiert ist, sowie eine offene Oberseite aufweist, und wobei sich jede der zweiten Haltenasen von der zweiten Rippe erstreckt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zweireihige Schrägkugellager sind zum Beispiel aus US 6 957 919 B2 bekannt. Derartige Kugellager weisen einen einzelnen Außenring mit einem Paar von benachbarten, einwärts gerichteten Laufbahnen, einen einzelnen Innenring mit einem Paar von benachbarten, auswärts gerichteten Laufbahnen, und zwei Kugelkronenringe mit Fensterkäfig auf. In dem mit der Patentschrift US 6 957 919 B2 beschriebenen Kugellager werden Nasen der Fensterkäfige verwendet, in eine Nut entweder im oberen oder im unteren Ring eingreifen, um den Kugelkronenring entweder im inneren oder im äußeren Ring zu halten.
Ein Nachteil dieser Anordnungen ist die Größe und das Gewicht derartiger Käfige. Da die Käfige Fenster aufweisen, die die Kugeln vollständig umgeben, wird Bauraum für axialen Abstand für den Käfig zwischen den beiden Kronenringen benötigt.
Eine Lösung im Hinblick auf axialen Bauraum und das Gewicht, ist für derartig große Käfige der Einsatz von Kunststoff-Schnappkäfigen. Schnappkäfige weisen anstelle von Fenstern Taschen auf, um die Kugeln aufzunehmen. Derartige Kunststoff-Schnappkäfige sind bekannt, siehe zum Beispiel die US 6 416 230 B1 .
Zweireihige Schrägkugellager mit einem geteilten Innenring wurden verwendet, um dem Lager eine erhöhte Anpassungsfähigkeit zu bieten. Einer der Nachteile bei Kugellagern, mit geteilten Innenringen und ohne Schnappkäfige ist, dass sich die Innenringe bis zu zur Montage des Lagers für seine bestimmungsgemäße Verwendung leicht vom Lager trennen. Das Problem wird dadurch gelöst, dass die Lager bis zur bestimmungsgemäßen Montage in Hülsen des Lagers eingesetzt werden. Das Problem bei Verwendung der Hülsen ist, dass das Lager bei der Entfernung der Hülsen vor seiner Montage auseinander fallen kann. Es besteht Bedarf an einer verbesserten Einrichtung des Lagers, mit der die Trennung des geteilten Innenrings vom Lager und eine mögliche Beschädigung des Lagers während der Handhabung an einer Montagelinie zu vermeiden.
DE 41 07 976 A1 zeigt ein zweireihiges Kugellager mit Kunststoff-Schnappkäfigen, die Haltenasen und geteilte Innenringe mit Haltenuten aufweisen. Die Haltenasen der Käfige rasten in den Haltenuten der Innenringe ein, um den Innenring im Lager zu halten. Derartige Haltenasen üben eine axial einwärts und radial abwärts gerichtete Kraft auf den Innenring aus, um den Innenring im Lager zu halten. Die Haltenasen rasten in den Haltenuten des Innenrings ein, wenn der Innenring während des Zusammenbaus des Lagers in das Lager geschoben wird. Die Käfige weisen eine Rippe auf, an der die Unterseite und die Seiten der Taschen angebracht sind. Die Oberseite der Taschen ist offen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes zweireihiges Schrägkugellager bereitzustellen, das Kunststoff-Schnappkäfige und einen geteilten Innenring und aufweist, mit dem die Trennung der Innenringe von Lager vermieden ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe ist durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung sieht vor, dass die Oberseiten der zweiten Taschen axial einwärts offen sind und dass sich jede der ersten Kugeln einwärts axial über das offene Kopfteil der ersten Taschen hinaus erstreckt, sowie sich die zweiten Kugeln einwärts axial über das offene Kopfteil der zweiten Tasche hinaus erstrecken.
Im Lager der Erfindung erstreckt sich jede der Kugeln einwärts axial über das offene Kopfteil der Taschen hinaus. Zusätzlich erstreckt sich jede der Kugeln radial aufwärts und abwärts über die Unterseite und die Seitenwände der Tasche hinaus, damit die Kugeln frei in der äußeren und in der inneren Laufbahn zu rollen. Dies sorgt für einen besseren Fluss des Schmiermittels und verhindert Gleiten.
Vorzugsweise erstreckt sich jede der Haltenasen axial einwärts nicht soweit, wie die Kugel sich über die offene Tasche hinaus erstreckt.
Jede der äußeren Laufbahnen weist am axial äußeren Rand einen Schulterdurchmesser auf, der den Satz von Kugeln im Lager hält.
Vorzugsweise sind der erste Kunststoff-Schnappkäfig und der zweite Kunststoff-Schnappkäfig aus Polyetheretherketonen (PEEK) für Hochtemperaturanwendungen. Für Anwendungen bei einer mäßigen Temperatur kann Nylon verwendet werden.
Vorzugsweise ist jeweils eine der mehreren ersten Haltenasen zwischen jeder zweiten der mehreren ersten Taschen im ersten Kugelkronenring angeordnet, und ist jeweils eine der mehreren zweiten Haltenasen zwischen jeder zweiten der mehreren zweiten Taschen im zweiten Kugelkronenring angeordnet. Die Positionierung der Haltenasen zwischen jeder zweiten Tasche wird wegen der Kostenersparnis und der Vereinfachung der Herstellung bevorzugt. Die Haltenasen können, wenn notwendig, auch zwischen jeder der Taschen angeordnet sein.
Der erste Kugelkronenring und der zweite Kugelkronenring können sich in der gleichen radialen Ebene befinden. Alternativ können sich der erste Kugelkronenring und der zweite Kugelkronenring in unterschiedlichen radialen Ebenen befinden.
Die ersten Kugeln und die zweiten Kugeln können den gleichen Durchmesser aufweisen. Alternativ können die ersten Kugeln und die zweiten Kugeln unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Diese und andere Gesichtspunkte der Erfindung sind durch nachfolgende Zeichnungen und ausführliche Beschreibungen näher beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Querschnitt eines Lagers der Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kugelkronenrings der Erfindung;
3 ist eine perspektivische Ansicht des Lagers der Erfindung ohne den Außenring;
4 veranschaulicht ein Kugellager der Erfindung im Verteilergetriebe eines Automatikgetriebes.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager 10 mit einem Außenring 12, der eine erste äußere Laufbahn 14 aufweist, welche axial neben einer zweiten äußeren Laufbahn 16 angeordnet ist. Ein erster Schulterdurchmesser und ein zweiter Schulterdurchmesser beschreiben den axialen äußere Rand 15 bzw. 17 der ersten äußeren Laufbahn 14 bzw. der zweiten äußeren Laufbahn 16.
Gegenüber dem Außenring 12 befindet sich ein erster Innenring 18 mit einer ersten inneren Laufbahn 20, die radial gegenüber der ersten äußeren Laufbahn 14 angeordnet ist. Innenseitig und axial neben der ersten inneren Laufbahn 20 ist eine erste Haltenut 22 angeordnet.
Ebenfalls gegenüber dem Außenring 12 befindet sich ein zweiter Innenring 24 mit einer zweiten inneren Laufbahn 26, die radial gegenüber der zweiten äußeren Laufbahn 16 angeordnet ist. Eine zweite Haltenut 28 ist innenseitig und axial neben der zweiten inneren Laufbahn 26 angeordnet. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die erste Haltenut 22 einwärts axial neben der zweiten Haltenut 28 angeordnet. Aus 1 ist auch ersichtlich, dass sich die Haltenuten 22 und 28 in einer Tiefe unter der Oberfläche ihrer jeweiligen in einer axialen Richtung liegenden Laufringe befinden.
Zwischen dem Außenring 12 und dem ersten Innenring 18 ist ein erster Kugelkronenring 30 angeordnet. Der erste Kugelkronenring 30 weist einen ersten Kunststoff-Schnappkäfig 32 mit mehreren ersten Taschen 34 zur Aufnahme von ersten Kugeln 36 auf. Die ersten Kugeln 36 laufen in der ersten äußeren Laufbahn 14 und in der ersten inneren Laufbahn 20. Zwischen den ersten Taschen 34 sind, wie in 2 veranschaulicht, mehrere erste Haltenasen 38 angeordnet. Die ersten Haltenasen 38 sind so ausgerichtet, dass sie sich axial einwärts und radial abwärts erstrecken, um in der ersten Haltenut 22 einzurasten oder in diese einzugreifen. Der erste Kugelkronenring 30 weist eine erste obere Rippe 40 und eine erste untere Rippe 41 auf, um die ersten Taschen 34 und die ersten Haltenasen 38 zu tragen.
Zwischen dem Außenring 12 und dem zweiten Innenring 24 ist ein zweiter Kugelkronenring 42 angeordnet. Der zweite Kugelkronenring 42 weist einen zweiten Kunststoff-Schnappkäfig 44 mit mehreren zweiten Taschen 46 und mehreren zweiten Kugeln 48, die in den zweiten Taschen 46 untergebracht sind, auf. Die zweiten Kugeln 48 laufen in der zweiten äußeren Laufbahn 16 und in der zweiten inneren Laufbahn 26. Mehrere zweite Haltenasen 50 erstrecken sich axial einwärts und radial abwärts, um in der zweiten Haltenut 28 einzurasten oder in diese einzugreifen. Der zweite Kugelkronenring 42 weist eine zweite obere Rippe 52 und eine zweite untere Rippe 53 auf, woran die zweiten Taschen 46 fixiert sind und woran die zweiten Haltenasen 50 fixiert sind. Die Haltenasen 38, 50 erstrecken sich in einer axialen Richtung nicht über ihre jeweiligen Kugeln 36, 48 hinaus.
2 veranschaulicht einen Kugelkronenring, wobei beide Kugelkronenringe im Wesentlichen identisch sind. Im Besonderen veranschaulicht 2 den ersten Kugelkronenring 30, wobei jede der ersten Haltenasen 38 zwischen jeder zweiten der ersten Taschen 34 angeordnet ist. Mit anderen Worten sind zwischen jeder Haltenase 38 zwei Taschen 34 angeordnet.
Wie in 3 veranschaulicht ist, weist der erste Kugelkronenring 30 eine erste obere Rippe 40 und eine erste untere Rippe 41 auf, die radial voneinander beabstandet sind. Ebenso weist der zweite Kugelkronenring 42 eine zweite obere Rippe 52 und eine zweite untere Rippe 53 auf, die radial voneinander beabstandet sind. Sowohl beim ersten Kugelkronenring 30 als auch beim zweiten Kugelkronenring 42 sind die obere und die untere Rippe an den Seitenwänden und an der unteren Wand seiner jeweiligen Taschen 34 und 46 angebracht. Die Haltenasen 38, 50 sind an ihren jeweiligen Rippen 40, 41 und 52, 53 fixiert. Jede der Taschen 34 und 46 weist eine offene Oberseite auf. Die Kugeln 36 und 48 erstrecken sich axial einwärts über die offenen Oberseiten ihrer jeweiligen Taschen 34 und 46 hinaus. Die Kugeln 36 und 48 erstrecken sich auch radial über und unter die Seitenwände und die Unterseiten ihrer jeweiligen Taschen 34 und 46.
Der Außenring 12 und die Innenringe 18 und 24 bestehen aus herkömmlichen Metall(Lagerstahl)materialien und sind mit Ausnahme des Umstands, dass die Innenringe in sich Haltenuten aufweisen, auf eine herkömmliche Weise gestaltet.
Die Kugeln 36 und 48 sind auf eine herkömmliche Weise aus herkömmlichen Metallmaterialien (Lagerstahl) hergestellt.
Die Kunststoff-Schnappkäfige 32 und 44 bestehen aus herkömmlichen Kunststoffmaterialien, die für Schnappkäfige verwendet werden, und insbesondere aus Polyetheretherketonen (PEEK). Die Kunststoffkäfige sind mit Ausnahme des Umstands, dass die Formen die Haltenasen 38 und 50 bereitstellen, auf eine herkömmliche Weise unter Verwendung herkömmlicher Formen hergestellt.
Um das Lager zusammenzusetzen, wird sowohl der erste als auch der zweite Kugelkronenring in den Außenring geschoben. Als nächstes werden der erste und der zweite Innenring so in das Lager gepresst, dass sich die Haltenasen während des Pressens der Innenringe in das Lager mit den jeweiligen inneren Nuten verbinden, wobei sich die Haltenasen biegen und in den Haltenuten einrasten. Aufgrund der Schnappverbindung zwischen den Kugelkronenringen und dem Außenring werden die Kugelkronenringe im Lager gehalten. Aufgrund der einwärts gerichteten in die Haltenuten gerichteten Haltenasen, werden die Innenringe im Lager gehalten. Dadurch werden alle drei Bestandteile des Lagers, der Außenring, die Kugelkronenringe und die Innenringe, als eine feste Einheit gehalten.
4 veranschaulicht ein Kugellager 10 in einem Kraftfahrzeug-Verteilergetriebe eines 6-Gang-Automatikgetriebes.
Bezugszeichenliste

10: Kugellager
12: Außenring
14: erste äußere Laufbahn
15: erster Schulterdurchmesser
16: zweite äußere Laufbahn
17: zweiter Schulterdurchmesser
18: erster Innenring
20: erste innere Laufbahn
22: erste Haltenut
24: zweiter Innenring
26: zweite innere Laufbahn
28: zweite Haltenut
30: erster Kugelkronenring
32: erster Kunststoff-Schnappkäfig
34: erste Taschen
36: erste Kugeln
38: erste Haltenasen
40: erste obere Rippe
41: erste untere Rippe
42: zweiter Kugelkronenring
44: zweiter Kunststoff-Schnappkäfig
46: zweite Taschen
48: zweite Kugeln
50: zweite Haltenasen
52: zweite obere Rippe
53: zweite untere Rippe

Claims

Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager, umfassend: – einen Außenring mit einer ersten äußeren Laufbahn axial neben einer zweiten äußeren Laufbahn; – einen ersten Innenring mit einer ersten inneren Laufbahn radial gegenüber der ersten äußeren Laufbahn und einer ersten Haltenut innenseitig, axial neben der ersten äußeren Laufbahn; – einen zweiten Innenring mit einer zweiten inneren Laufbahn radial gegenüber der zweiten äußeren Laufbahn und einer zweiten Haltenut innenseitig, axial neben der zweiten inneren Laufbahn, wobei sich die erste Haltenut innenseitig axial neben der zweiten Haltenut befindet; – einen ersten Kugelkronenring mit einem ersten Kunststoff-Schnappkäfig mit mehreren ersten Taschen, die einen Satz von ersten Kugeln unterbringen, wobei die ersten Kugeln in der ersten äußeren Laufbahn und in der ersten inneren Laufbahn laufen, und mehreren ersten Haltenasen, die sich axial einwärts und radial abwärts erstrecken, um mit der ersten Haltenut einzurasten, um den ersten Innenring im Lager zu halten; – einen zweiten Kugelkronenring mit einem zweiten Kunststoff-Schnappring mit mehreren zweiten Taschen, die einen Satz von zweiten Kugeln unterbringen, wobei die zweiten Kugeln in der zweiten äußeren Laufbahn und in der zweiten inneren Laufbahn laufen, und mehreren zweiten Haltenasen, die sich axial einwärts und radial abwärts erstrecken, um mit der zweiten Haltenut einzurasten und den zweiten Innenring im Lager zu halten, wobei: – der erste Kugelkronenring eine erste Rippe umfasst und dabei jede der mehreren ersten Taschen, eine Unterseite, die an der ersten Rippe fixiert ist, sowie eine offene Oberseite aufweist, und wobei sich jede der mehreren ersten Haltenasen von der ersten Rippe erstreckt; – der zweite Kugelkronenring eine zweite Rippe umfasst, und dabei jede der mehreren zweiten Taschen, eine Unterseite, die an der zweiten Rippe fixiert ist, sowie eine offene Oberseite aufweist, und wobei sich jede der zweiten Haltenasen von der zweiten Rippe erstreckt; dadurch gekennzeichnet, dass: – die Oberseiten axial einwärts offen sind; – sich jede der ersten Kugeln einwärts axial über das offene Kopfteil der ersten Taschen hinaus erstreckt, und sich die zweiten Kugeln einwärts axial über das offene Kopfteil der zweiten Tasche hinaus erstrecken.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kunststoff-Schnappkäfig und der zweite Kunststoff-Schnappkäfig aus Polyetheretherketon bestehen.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine der mehreren ersten Haltenasen zwischen jeder zweiten der mehreren ersten Taschen angeordnet ist; und jeweils eine der mehreren zweiten Haltenasen zwischen jeder zweiten der mehreren zweiten Taschen angeordnet ist.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Kugelkronenring und der zweite Kugelkronenring in der gleichen radialen Ebene befinden.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Kugelkronenring und der zweite Kugelkronenring in unterschiedlichen radialen Ebenen befinden.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kugeln und die zweiten Kugeln den gleichen Durchmesser aufweisen.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kugeln und die zweiten Kugeln unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rippe eine obere Rippe und eine untere Rippe umfasst, die radial voneinander getrennt sind, und dass zweite Rippe eine zweite obere Rippe und eine zweite untere Rippe umfasst, die radial voneinander getrennt sind.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Tasche eine untere Wand und Seitenwände aufweist und die untere Wand und die Seitenwände an der jeweiligen Rippe fixiert sind, und sich die Haltenasen axial über das offene Kopfteil der Tasche hinaus erstrecken.
Zweireihiges Schnappkäfig-Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine der Haltenasen zwischen jeder zweiten der Taschen angeordnet ist.