DE9111111U1 - Roller guided cage for bearings - Google Patents

Description

SKFGmbH Schweinfurt, 05.09.1991SKFGmbH Schweinfurt, 05.09.1991

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BeschreibungDescription

Rollengeführter Käfig für LagerRoller guided cage for bearings

Die Neuerung betrifft einen rollengeführten Käfig für Lager nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The innovation concerns a roller-guided cage for bearings according to the generic term of the main claim.

Durch das DE-GM 1 786 249 ist bereits ein Käfig dieser Art bekannt. Ein massiver, im wesentlichen rohrförmiger Käfig ist mit geschlossenen Rollentaschen versehen. Die Stegseitenflächen weisen den Rollen angepaßte, konkave Führungsflächen auf, die sich mit gleichmäßigem Profil über die gesamte axiale Länge der Stege erstrecken. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Rollenführung und Schmierung. Um die Rollen einfach und ohne Verletzung der Oberfläche in die auch radial formschlüssig wirkenden Rollentaschen einzusetzen, sind an der betreffenden Seite in Umfangsrichtung verlaufende Nuten eingedreht. Dabei verbleiben zwei axial verteilte Rippen, die als Haltevorsprünge gegen Herausfallen der Rollen dienen. Beim Einschnappen der Rollen weichen diese geringfügig elastisch in Umfangsrichtung aus.A cage of this type is already known from DE-GM 1 786 249. A solid, essentially tubular cage is provided with closed roller pockets. The web side surfaces have concave guide surfaces adapted to the rollers, which extend with a uniform profile over the entire axial length of the webs. This results in particularly good roller guidance and lubrication. In order to insert the rollers easily and without damaging the surface into the roller pockets, which also act as a radial form-fitting mechanism, grooves running in the circumferential direction are turned into the relevant side. This leaves two axially distributed ribs that serve as retaining projections to prevent the rollers from falling out. When the rollers snap in, they give way slightly elastically in the circumferential direction.

Wenn die bekannte Ausführung als rollengeführter Käfig eingesetzt wird, ist damit zu repÜnen, daß eine exzentrische Verlagerung mindestens dann vorkommt, wenn das Lager z. B. auf einer waagrecht verlaufenden, senkrecht nach unten belasteten Welle eingesetzt ist. In diesem Fall sind nur die unteren Rollen des Lagers belastet. Die oberen können sich lastfrei in Grenzen ausrichten. Der Käfig kann bei diesemIf the known design is used as a roller-guided cage, it must be expected that an eccentric displacement will occur at least if the bearing is used on a horizontal shaft with a vertical downward load, for example. In this case, only the lower rollers of the bearing are loaded. The upper rollers can align themselves within limits without load. In this case, the cage can

Anwendungsfall etwas nach unten fallen, wodurch die volle Länge der Kante der Führungsfläche auf der betreffenden Rolle ruht. Als Folge davon wird das für die Schmierung der Gleitfläche Rolle-Käfig mindestens in der Lastzone erforderliche Schmiermittel abgeschabt. Dadurch ist mit einem frühen Ausfall des Lagers zu rechnen.In this case, the bearings may fall slightly downwards, causing the full length of the edge of the guide surface to rest on the roller in question. As a result, the lubricant required to lubricate the roller-cage sliding surface, at least in the load zone, is scraped off. This can lead to early failure of the bearing.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen rollengeführten Käfig der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine ausreichende Schmierung der Gleitflächen zwischen Rolle und Steg in der Lastzone des Lagers erreicht wird.The aim of the innovation is to create a roller-guided cage of the type mentioned above, with which sufficient lubrication of the sliding surfaces between the roller and the web in the load zone of the bearing is achieved.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an den radial außenliegenden Umfangsflachen der Stege eine mit dem Nutgrund über den größten Teil deren Länge reichende, radiale Nut vorgesehen ist mit beiderseits sich anschließenden Vorsprüngen, von denen bei exzentrischer Verlagerung des Käfigs mindestens die in Verlagerungsrichtung wirksamen mit ihren Gleitflächen auf den Enden der Mantelflächen der betreffenden Rollen ruhend angeordnet sind und dabei im Bereich der Nut ein über den gesamten Nutgrund reichender Spalt zwischen mindestens einem radialen Anteil der Führungsfläche und dem Mantel der Rollen vorgesehen ist.The problem is solved in that a radial groove is provided on the radially outer circumferential surfaces of the webs, with the groove base extending over most of their length, with projections adjoining on both sides, of which, in the event of eccentric displacement of the cage, at least those effective in the direction of displacement are arranged with their sliding surfaces resting on the ends of the jacket surfaces of the rollers in question, and in the area of the groove a gap extending over the entire groove base is provided between at least a radial portion of the guide surface and the jacket of the rollers.

Die an den Übergängen der Stege in die Seitenringe und damit an den Enden der Rollen angeordneten Vorsprünge sind unter normalen Bedingungen nicht im Eingriff. Lediglich bei Verlagerung des Käfigs aus der Mitte übernehmen sie dessen Führung. Axial zwischen den Vorsprüngen entsteht dadurch auf der verbleibenden Länge des betreffenden Steges ein Spalt, über den ausreichend Schmiermittel an die Führungsflächen gelangt. Dadurch erhält jede einzelne Rolle bei jeder Umdrehung des Käfigs erneut die für die Vermeidung von Verschleiß in der Lastzone erforderliche Schmierung in jeder Betriebssituation. Abhängig von der Geometrie derThe projections arranged at the transitions of the webs into the side rings and thus at the ends of the rollers are not engaged under normal conditions. They only take over the guidance of the cage when it is displaced from the center. A gap is created axially between the projections on the remaining length of the web in question, through which sufficient lubricant reaches the guide surfaces. As a result, each individual roller receives the lubrication required to prevent wear in the load zone in every operating situation with each rotation of the cage. Depending on the geometry of the

Führungsflachen an den Stegen kann der Spalt, wenn der Käfig auf den Vorsprüngen geführt wird, radial über die gesamte Führungsfläche hinwegreichen, oder bei geringem Spiel nur radiale Teilbereiche einnehmen. Ein ausreichender Spalt in den Randbereichen "Führungsfläche-Umfangsflachen des Steges" ist jedoch stets gewährleistet.If the cage is guided on the projections, the gap can extend radially over the entire guide surface or, if there is little play, only cover radial sections. However, a sufficient gap in the edge areas "guide surface-peripheral surfaces of the web" is always guaranteed.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn jeweils ein Paar mit einem Ende der Rolle zusammenwirkender Gleitflächen der Vorsprünge bezogen auf die Drehachse der Rollen einen Winkel von weniger als 130 Grad bildend angeordnet sind.Particular advantages arise when a pair of sliding surfaces of the projections interacting with one end of the roller are arranged to form an angle of less than 130 degrees with respect to the axis of rotation of the rollers.

Da im Sinne eines axial langen Spaltes die Gleitflächen der Vorsprünge eine relativ geringe axiale Ausdehnung erhalten, ergeben sich auch relativ hohe Flächenpressungen, die durch die Drehung der Rollen und die erhöhten Reibkräfte durch Keilwirkung noch unterstützt werden. Um dies zu vermeiden, sind die Vorsprünge auf die Rollenachse bezogen unter einem relativ kleinen Winkel angeordnet.Since the sliding surfaces of the projections have a relatively small axial extension in the sense of an axially long gap, relatively high surface pressures also result, which are further supported by the rotation of the rollers and the increased friction forces due to the wedge effect. To avoid this, the projections are arranged at a relatively small angle in relation to the roller axis.

Die genannten Merkmale werden nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.The features mentioned are described below using the example shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 den teilweisen Längsschnitt eines rollengeführten Käfigs mit radial und axial außenliegenden VorSprüngen,Figure 1 shows the partial longitudinal section of a roller-guided cage with radial and axial external projections,

Figur 2 die teilweise Draufsicht auf eine Rollentasche des Käfigs nach Figur 1,Figure 2 shows a partial plan view of a roller pocket of the cage according to Figure 1,

Figur 3 den teilweisen Querschnitt entlang der Linie A-A nach Figur 1 undFigure 3 shows the partial cross-section along the line A-A of Figure 1 and

Figur 4 die teilweise vergrößerte Darstellung von FigurFigure 4 is a partially enlarged view of Figure

Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Käfig ist im wesentlichen rohrförmig. Er besteht aus zwei Seitenringen 1 und diese verbindenden Stegen 2. In die Taschen sind Zylinderrollen 3 eingesetzt. Sowohl in die innere 4 als auch in die äußere Umfangsflache 5 sind Nuten 6, 7 eingedreht, wodurch innere Haltevorsprünge 8 und äußere Vorsprünge 9 entstehen. Die Seitenflächen der Stege 2 sind konkav ausgeführt und lassen sich in jeweils eine axial durchgehende Führungsfläche 10 für die Zylinderrollen 3, verstärkt wirkende Halteflächen 11 an den Haltevorsprüngen 8 und Gleitflächen 12 an den Vorsprüngen aufteilen.The cage shown in Figures 1 to 4 is essentially tubular. It consists of two side rings 1 and webs 2 connecting them. Cylindrical rollers 3 are inserted into the pockets. Grooves 6, 7 are turned into both the inner 4 and the outer circumferential surface 5, creating inner holding projections 8 and outer projections 9. The side surfaces of the webs 2 are concave and can be divided into an axially continuous guide surface 10 for the cylindrical rollers 3, reinforced holding surfaces 11 on the holding projections 8 and sliding surfaces 12 on the projections.

Die radial äußere Nut 7 erstreckt sich mit dem Nutgrund 16 nahezu über die gesamte Länge der Stege 2 und endet jeweils im Material der Seitenringe 1 durch radial und axial nach außen geneigte Nutseitenflächen 13. Dadurch ergeben sich die auf die Enden der Zylinderrollen 3 wirkenden Vorsprünge 9. Im Bereich der Taschen setzen sich die geneigten Nutseitenflächen 13 durch eine Kantenkürzung 15 in Umfangsrichtung fort. Der Übergang der geneigten Nutseitenfläche 13 in den Nutgrund 16 erfolgt im Bereich der Stege 2. Somit endet an dieser Stelle auch die Gleitfläche 12 und geht in die Führungsfläche 10 über, die hinsichtlich Schmierung zwischen Zylinderrolle 3 und Käfig optimiert ist.The radially outer groove 7 extends with the groove base 16 almost over the entire length of the webs 2 and ends in the material of the side rings 1 through radially and axially outwardly inclined groove side surfaces 13. This results in the projections 9 acting on the ends of the cylindrical rollers 3. In the area of the pockets, the inclined groove side surfaces 13 continue in the circumferential direction through an edge shortening 15. The transition of the inclined groove side surface 13 into the groove base 16 takes place in the area of the webs 2. The sliding surface 12 therefore also ends at this point and merges into the guide surface 10, which is optimized with regard to lubrication between the cylindrical roller 3 and the cage.

An den radial inneren Umfangsflachen 4 sind drei Nuten 6 eingearbeitet, wodurch sich zwei axial verteilte Haltevorsprünge 8 an den Stegen 2 ergeben. Die Zylinderrolle 3 wird durch radialen Druck in die Rollentaschen eingeschnappt. Die inneren Haltevorsprünge 8 weichen dabei durch die Elastizität der Stege 2 in Umfangsrichtung aus.Three grooves 6 are machined into the radially inner circumferential surfaces 4, resulting in two axially distributed retaining projections 8 on the webs 2. The cylindrical roller 3 is snapped into the roller pockets by radial pressure. The inner retaining projections 8 thereby give way in the circumferential direction due to the elasticity of the webs 2.

Alle dargestellten Haltevorsprünge 8, 9 sind der besseren Erkennbarkeit in Figur 2 übertrieben in Umfangsrichtung verlängert dargestellt.All retaining projections 8, 9 shown are shown exaggeratedly extended in the circumferential direction in Figure 2 for better visibility.

Figur 3 und 4 zeigen den aus der Lagermitte versetzten Käfig. Dabei wirken die Gleitflächen 12 der äußeren Vorsprünge 9 als Abstützung gegen die Mantelfläche an den Enden der Zylinderrolle 3. Zwischen der Zylinderrolle 3 und der Führungsfläche 10 verbleibt dadurch ein Spalt 17 für die Aufnahme von Schmiermittel, das durch die Drehung der Zylinderrollen 3 eingebracht wird. Der Spalt 17 erstreckt sich axial über den größten Teil der Führungsfläche 10, was aus Figur 2 hervorgeht. Um hohe Reibkräfte an den Gleitflächen 12 zu vermeiden, bilden diese zueinander eine Winkel &agr; von ca. 110 Grad bezogen auf die Drehachse der Zylinderrolle 3.Figures 3 and 4 show the cage offset from the center of the bearing. The sliding surfaces 12 of the outer projections 9 act as a support against the surface at the ends of the cylindrical roller 3. This leaves a gap 17 between the cylindrical roller 3 and the guide surface 10 for accommodating lubricant that is introduced by the rotation of the cylindrical rollers 3. The gap 17 extends axially over most of the guide surface 10, as can be seen from Figure 2. In order to avoid high frictional forces on the sliding surfaces 12, they form an angle α of approximately 110 degrees with respect to the axis of rotation of the cylindrical roller 3.

Das beschriebene und dargestellte Beispiel zeigt die erfindungsgemäßen Merkmale bei einem Käfig für Zylinderrollen. Selbstverständlich sind mit den gleichen Merkmalen auch Käfige für Kegel- oder Pendelrollen herstellbar.The example described and shown shows the features according to the invention in a cage for cylindrical rollers. Of course, cages for tapered or spherical rollers can also be manufactured with the same features.

Claims (2)

S K F G m b H Schweinfurt, 05.09.1991 ; „ 1DF 91 018 DE STSP-ko.se Schutzansprüche Rollengeführter Käfig für LagerS K F G m b H Schweinfurt, 05.09.1991 ; „ 1DF 91 018 DE STSP-ko.se Protection claims Roller-guided cage for bearings 1. Rollengeführter Käfig für Lager mit Seitenringen und diese verbindenden Stegen, die eine axial durchgehende, konkav geformte Führungsfläche und im Bereich der radial innenliegenden Einsetzöffnungen für die Rollen im Abstand zu den Seitenringen angeordnete Haltevorsprünge für die Rollen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß an den radial außenliegenden Umfangsflachen der Stege (2) eine mit dem Nutgrund (16) über den größten Teil deren Länge reichende, radiale Nut (7) vorgesehen ist mit beiderseits sich anschließenden Vorsprüngen (9), von denen bei exzentrischer Verlagerung des Käfigs mindestens die in Verlagerungsrichtung wirksamen mit ihren Gleitflächen (12) auf den Enden der Mantelflächen der betreffenden Rollen (3) ruhend angeordnet sind und dabei im Bereich der Nut (7) ein über den gesamten Nutgrund (16) reichender Spalt (17) zwischen mindestens einem radialen Anteil der Führungsfläche (10) und dem Mantel der Rollen (3) vorgesehen ist.1. Roller-guided cage for bearings with side rings and them connecting webs, which have an axially continuous, concave guide surface and retaining projections for the rollers arranged at a distance from the side rings in the area of the radially inner insertion openings for the rollers, characterized in that a radial groove (7) is provided on the radially outer circumferential surfaces of the webs (2) which extends with the groove base (16) over most of their length and has projections (9) adjoining them on both sides, of which, when the cage is displaced eccentrically, at least those which are effective in the direction of displacement are arranged with their sliding surfaces (12) resting on the ends of the jacket surfaces of the relevant rollers (3), and in the area of the groove (7) a gap (17) extending over the entire groove base (16) is provided between at least a radial portion of the guide surface (10) and the jacket of the rollers (3). 2. Rollengeführter Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Paar mit einem Ende der Rolle (3) zusammenwirkender Gleitflächen (12) der Vorsprünge (9) bezogen auf die Drehachse der Rollen (3) einen Winkel &agr; von weniger als 130 Grad bildend angeordnet sind.2. Roller-guided cage according to claim 1, characterized in that a pair of sliding surfaces (12) of the projections (9) interacting with one end of the roller (3) are arranged to form an angle α of less than 130 degrees with respect to the axis of rotation of the rollers (3).