EP3337992A1 - Schrägkugellager - Google Patents

Schrägkugellager

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Publication number
EP3337992A1
EP3337992A1 EP16766477.0A EP16766477A EP3337992A1 EP 3337992 A1 EP3337992 A1 EP 3337992A1 EP 16766477 A EP16766477 A EP 16766477A EP 3337992 A1 EP3337992 A1 EP 3337992A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cage
ball bearing
angular contact
contact ball
outer ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16766477.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Nagengast
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3337992A1 publication Critical patent/EP3337992A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C33/385—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages made from metal, e.g. cast or machined window cages
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    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Definitions

  • the invention relates to an angular contact ball bearing, comprising an inner ring with an inner ring raceway, an outer ring with an outer ring raceway and a plurality of rolling on both tracks and guided in a cage balls, each ball is received in a pocket of the cage.
  • angular contact ball bearings are used, for example, in machine tools, e.g. As in rotary tables, dividing heads, spindle bearings or similar applications where it depends on high rigidity and high operating speeds, are used.
  • the angular contact ball bearing is designed, for example, as a double-row angular contact ball bearing or constructed by means of two single-row, against each other employed angular contact ball bearing halves.
  • the rolling elements are cage-guided, that is, the individual balls are received in corresponding pockets of the cage.
  • comb combs are usually used, which have open pockets into which the balls can be snapped when loading.
  • the cage is usually guided on a board of the inner or outer ring or on the rolling elements themselves.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying an angular contact ball bearing, which is simple in construction.
  • an angular contact ball bearing of the type mentioned above that between each two adjacent, closed pockets radially projecting to the outer ring raceway projection is provided, wherein the cage is guided over a plurality of projections on the outer ring raceway.
  • a guide of the cage is realized on the outer ring raceway instead of a separate on-board or roller bearing guide. This means that the already existing outer ring raceway, which is already processed for the rolling element guide, is used for the cage guide. It thus eliminates the previously required processing operations Borde.
  • a stable window cage is provided with closed pockets instead of the previously provided, labile comb cage, which is guided on the outer ring raceway.
  • the balls themselves can move freely within the pocket game and experience no constraining forces from the cage guide. Also results in a centering for the cage, as in the pockets run the balls, which in turn roll on the outer ring raceway, so that there is no offset from cage guide to career.
  • the cage pockets can be designed with or without rolling element holders acting towards the inner or outer ring.
  • the cage according to the invention can be used both in single row and in multi-row angular contact ball bearings, wherein the advantages of the invention are achieved regardless of the bearing type.
  • the cage itself preferably has a circumferential, radially outer web which is interrupted by the pockets, the projections being formed by the web sections remaining between the pockets.
  • This circumferential, relatively narrow projecting web allows in a simple way the formation of the pockets, the z. B. can be realized by simple radial or oblique holes.
  • the remaining between the pockets web portions form the projections, which can also be referred to as start-up cam.
  • the web itself should have in the region forming the projections a radially outwardly curved outer shape, which is consequently adapted basically to the geometry of the outer ring raceway, resulting in a flat support. Since the cage is supported on the outer raceway, which is well supplied with lubricant, thus resulting in an excellent and extremely low-friction cage guide.
  • the web itself can be provided on an axially extending outer annular section, adjoining which is a cage section extending obliquely to it, adjoining which is an axially extending inner annular section lying adjacent to the inner ring.
  • the cage thus has, viewed in cross-section, an approximate Z-shape. In this form, it is easily produced by appropriate manufacturing or processing methods, since it has no complex undercuts or other guiding or holding geometries. Due to its simple and inherently stable geometry, the cage can be made from almost all known cage materials. Conceivable is a production of metal such as steel, brass or aluminum, wherein the cage is then preferably made by machining. But also a training from a hard material, e.g.
  • Ceramics also in connection with a machining production is conceivable. Even a production of plastic and thus the production in corresponding large numbers by producing the cage in a plastic injection molding process is conceivable.
  • the choice of material depends ultimately on the intended use of the angular contact ball bearing.
  • the Z-shape allows a very narrow cage design, which in turn allows correspondingly narrow bearing designs or the use of additional sealing elements in the existing narrow space.
  • the web itself is expediently provided in the region of the inner end of the outer ring section, so that it is necessarily positioned in the region of the outer ring raceway or the section in which the balls also roll.
  • the maximum outer diameter of the cage in the region of the projections should be slightly smaller than the inner diameter of the outer ring raceway in the area opposite to the projections. This means that there is a slight clearance between the cage and outer ring, with this game moving in the range of a few tenths of a millimeter.
  • the pockets themselves can, as already described, be formed by obliquely or radially straight bores. If sufficient axial space is available, the pockets can be realized by radial bores. With reduced cage width and limited space, a diagonal bore is preferred.
  • the angular contact ball bearing itself is preferably a double-row ball bearing, wherein the inner ring and the outer ring, one of which is in two parts, each have two raceways, wherein the guided in the respective raceway pairs balls are each guided in a cage, which cages executed the same and arranged mirror images of each other are.
  • the cage designed according to the invention can of course also be used in single-row angular contact ball bearings. Irrespective of the number of rows, the advantages according to the invention are achieved in all types of storage.
  • the angular contact ball bearing according to the invention makes it possible to relieve the rolling body set by guiding the stable window cage via corresponding projections or starting cams on the already machined outer raceway, since this is not involved in the cage guide. Also eliminates any processing steps lateral shelves, which are also not involved in the cage guide, as well as a corresponding improvement in the operating parameters of the angular contact ball bearing, in particular an increase in speed can be achieved.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a double-row angular contact ball bearing according to the invention, the sectional plane lying in the region of the cage-side projections,
  • Figure 2 is a sectional view through the double row angular contact ball bearings
  • FIG. 1 wherein the sectional plane lies in the region of the cage-side pockets
  • FIG. 3 is a perspective view of one of the cages of FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a partial view, in perspective, of the cage from FIG. 3,
  • FIG. 6 shows a partial view, in perspective, of the angular contact ball bearing from FIG.
  • Figure 7 is a schematic representation, cut, a part of a single row
  • Figure 8 is a schematic diagram corresponding to Figure 7 with obliquely drilled
  • Figure 9 is a schematic representation of a portion of a single-row angular contact ball bearing with just drilled pocket in not quite formed raceway groove
  • Figure 10 is a schematic diagram corresponding to Figure 9 with obliquely drilled
  • Figure 1 shows a partial view of an angular contact ball bearing 1 according to the invention, which is designed here as a double-row angular contact ball bearings. It consists of an outer ring 2 and an inner ring 3, which consists of two inner ring parts 3a, 3b. Both on the outer ring 2 and on the inner ring parts 3a, 3b are each because two raceways, namely two outer ring raceways 4 and two inner ring raceways 5 are formed, on which corresponding balls 6 roll. The balls 6 themselves are each held in a cage 7, wherein the two cages, as clearly shown in FIG. 1, have the same structure and are arranged mirror-inverted relative to one another.
  • the cage has for this purpose a plurality of individual, closed pockets 8, in each of which a ball 6 is received, in which the ball 6 can move freely with little play, so that the balls no constraining forces from the cage guide, which will be described below will, learn.
  • On the outer ring 2 finally two sealing elements 9 are provided, which are realized via corresponding, used in a circumferential radial groove laminar rings.
  • the cage 7 has a plurality of projections 10 which protrude radially outward, ie protrude toward the outer ring raceway 4 and support the cage 7 on the outer ring raceway 4.
  • these projections 10 which can also be referred to as start-up cam, the cage 7 is guided reliably in the area between the outer ring 2 and inner ring 3. Since the balls 6 run on the outer ring and inner ring raceways 4, 5 and are centered on these, consequently, due to the guidance of the cage 7 on the outer ring raceway 4, a cage centering or no offset of the cage guide to the raceway, resulting in optimal Running conditions and minimal friction leads.
  • the cage diameter is minimally smaller than the diameter of the outer ring in the area of the outer ring raceway 8 or the area where the projections 10 engage. This means that there is minimal play. Since the outer ring raceway is well lubricated, consequently, the guided on her cage from this lubrication, so that a nearly frictionless cage guide can be achieved.
  • the projections 10 are each in the region of two adjacent pockets 8, that is, they thus affect neither the pocket geometry nor the ball guide in the pockets.
  • Figures 3 and 4 show a perspective view of the cage shown in Figure 1 right 7, the following statements apply equally to the identical, but mirror image arranged left cage 7.
  • the cage 7 is about the plurality of pockets 8, which are realized by simple holes, virtually "perforated", wherein between each two pockets 8, see in particular Figure 4, each having a projection 10 is formed.
  • the cage 7 has a peripheral, radially outer web 11, which, see in particular FIG. 4, is pierced by the tabs.
  • a web portion lying between the pockets 8 inevitably remains, over which the respective projection 10 is formed.
  • the cage itself has a quasi-Z-shaped profile, wherein the web 1 1 is formed on an axially extending, outer ring portion 12 (see also Figure 1), to which a caged portion 13 extends obliquely to him, to the in turn adjoining the inner ring 3, axially extending inner ring portion 14 connects. Consequently, no complex geometries or undercuts are provided, which also simplifies the manufacture of such a cage.
  • the Z-shaped profile also allows axially very narrow and at the same time structurally rigid cage designs.
  • FIG. 5 a partial view of the two cages 7 of the angular contact ball bearing from FIG. 1 is shown.
  • the web 1 1 has a radially outwardly curved outer shape, so that the remaining projections are slightly curved. This results in a contour or geometry adjustment to the geometry of the outer raceway surface, so that there is no punctiform, but a flat support.
  • Figure 6 shows a perspective view of the angular contact ball bearing 1, in which case the outer ring is not shown and only a cage 7 is filled with balls 6. Visible is located between two balls 6, a web 1 1. Since the As a result of the given cage support, they do not experience any load or friction over the projections 10, they do not participate in the cage guide.
  • Figure 7 shows a partial view of an angular contact ball bearing 1, with the outer ring 2 and the inner ring 3 for a single-row angular contact ball bearings. The balls 6 are in turn received in a cage 7, which has corresponding projections 10. The pockets 8 of the cage 7 are realized here via a radially straight bore. The cage 7 is guided solely over the projections 10 in the outer raceway 4. No cage centering or cage run diameter machining is required.
  • Figure 8 shows an example in which the pockets 8 of the cage 7 are formed via an oblique bore.
  • This oblique bore is particularly useful when limited space is available, that is, when the cage 7 in its width can not be dimensioned accordingly. If a straight pocket bore were to be attached here, the cage wall in the pocket area would become too thin.
  • the narrow cage design also allows the arrangement of sealing elements 9 in previously too tight spaces.
  • FIG. 9 shows an embodiment in which the pocket 8 is again formed via a radially straight bore.
  • Figure 10 shows an embodiment in which the bag 8 due to cramped space again realized via an oblique bore. As can be seen, this results in an axially smaller, significantly narrower structure.
  • the respective cage 7 itself is preferably made of metal, for example steel, brass or aluminum. Due to the simple inherently stable geometry, it can be easily machined. Also a machining production from a hard material such as ceramic or the like. is conceivable.
  • the cage 7 can be made of plastic, for example in a simple injection molding process, so that correspondingly high quantities can be manufactured inexpensively.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager, umfassend einen Innenring (3) mit einer Innenringlaufbahn (5), einen Außenring (2) mit einer Außenringlaufbahn (4) sowie mehrere auf beiden Laufbahnen (4, 5) wälzende und in einem Käfig (7) geführte Kugeln (6), wobei jede Kugel (6) in einer Tasche (8) des Käfigs (7) aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist zwischen jeweils zwei benachbarten, geschlossenen Taschen (8) ein radial zur Außenringlaufbahn (4) ragender Vorsprung (10) vorgesehen, wobei der Käfig (7) über die mehreren Vorsprünge (10) an der Außenringlaufbahn (4) geführt ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Schrägkugellager
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager, umfassend einen Innenring mit einer Innenringlaufbahn, einen Außenring mit einer Außenringlaufbahn sowie mehrere auf beiden Laufbahnen wälzende und in einem Käfig geführte Kugeln, wobei jede Kugel in einer Tasche des Käfigs aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung Solche Schrägkugellager kommen beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, z. B. in Rundtischen, Teilapparaten, Spindellagern oder ähnlichen Anwendungen, bei denen es auf hohe Steifigkeit und hohe Betriebsdrehzahlen ankommt, zum Einsatz. Das Schrägkugellager ist beispielsweise als zweireihiges Schrägkugellager ausgeführt oder mittels zwei einreihiger, gegeneinander angestellter Schrägku- gellagerhälften aufgebaut. Die Wälzkörper sind käfiggeführt, das heißt, die einzelnen Kugeln sind in entsprechenden Taschen des Käfigs aufgenommen. Hierbei kommen üblicherweise Kammkäfige zum Einsatz, die offene Taschen aufweisen, in die die Kugeln beim Bestücken eingeschnappt werden können. Der Käfig wird üblicherweise an einem Bord des Innen- oder Außenrings oder auf den Wälzkörpern selbst geführt. Bei einer Bordführung ist eine zusätzliche Bearbeitung der bordseitigen Anlaufflächen erforderlich. Ferner muss ein entsprechender Bauraum gegeben sein, um eine Außenführung an einem der Borde zu ermöglichen. Dieser ist jedoch bei entsprechender Lagerausgestaltung nicht immer vorhanden. Im Fall einer Wälzkörperführung ist eine entsprechend aufwändige Käfig konstruktion mit entsprechenden Wälzkörperhalterungen in Käfigtaschen der von Haus aus flexiblen, instabilen Kammkäfige vorzusehen. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Schrägkugellager anzuge- ben, das einfach aufgebaut ist.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Schrägkugellager der eingangs ge- nannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei benachbarten, geschlossenen Taschen ein radial zur Außenringlaufbahn ragender Vorsprung vorgesehen ist, wobei der Käfig über mehrere Vorsprünge an der Außenringlaufbahn geführt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Schrägkugellager wird anstelle einer separaten Bord- oder Wälzlagerführung eine Führung des Käfigs an der Außenringlaufbahn realisiert. Das heißt, dass die bereits vorhandene Außenringlaufbahn, die bereits für die Wälzkörperführung bearbeitet ist, zur Käfigführung benutzt wird. Es entfallen damit die bis dato erforderlichen Bearbeitungshandlungen der Bor- de. Ferner wird anstelle des bisher vorgesehenen, labilen Kammkäfigs ein stabiler Fensterkäfig mit geschlossenen Taschen vorgesehen, der an der Außenringlaufbahn geführt ist.
Um die Führung an der Außenringlaufbahn zu realisieren sind am Käfig mehre- re radial zur Außenringlaufbahn ragende Vorsprünge vorgesehen, über die der Käfig an der Außenringlaufbahn abgestützt ist. Es ist denkbar, zwischen allen Taschenpaaren jeweils einen Vorsprung vorzusehen, denkbar wäre es aber auch, nur zwischen jedem zweiten oder dritten Taschenpaar, je nach Größe des Rings, einen entsprechenden Vorsprung auszubilden. Dieser Vorsprung steht wie beschrieben radial zur Außenringlaufbahn ab und stützt den Ring an dieser ab. Allein in diesem von Haus aus gut geschmierten Bereich findet folglich die Käfigführung statt, der Wälzkörpersatz wird, da er nicht mehr zur Käfigführung beiträgt, hiervon entlastet. Aufgrund der stabilen Ausführung des Käfigs als Fensterkäfig sind keine Käfigverformungen zu besorgen, wie sie bei bisher verwendeten Kammkäfigen im Lagerbetrieb vorkommen, wobei diese Verformungen zu zum Teil erheblichen Reibungsspitz, die vom Wälzkörpersatz aufzunehmen sind, führen. Stattdessen ist ein stabiler Käfig vorgesehen, der in Verbindung mit der Führung an der Außenringlaufbahn zu verbesserten Betriebsparametern des Lagers führt. Dieser stabile Fensterkäfig trägt zu einer Geräuschreduzierung aufgrund seiner geringen Verformungsneigung bei, wie auch eine Drehzahlsteigerung möglich ist, die nicht zuletzt auch aus der Führung dieses stabilen Fensterkäfigs an der mit Schmiermittel versorgten Außenringlaufbahn resultiert.
Die Kugeln selbst können sich frei innerhalb des Taschenspiels bewegen und erfahren keinerlei Zwangskräfte aus der Käfigführung. Auch ergibt sich eine Zentrierung für den Käfig, da in den Taschen die Kugeln laufen, die wiederum auf der Außenringlaufbahn abwälzen, so dass sich kein Versatz von Käfigführung zur Laufbahn ergibt. Die Käfigtaschen können mit oder ohne Wälzkör- perhalterungen, die zum Innen- oder zum Außenring hin wirken, ausgeführt sein.
Wie in den Beispielen gezeigt, kann der erfindungsgemäße Käfig sowohl in einreihigen oder auch in mehrreihigen Schrägkugellagern verwendet werden, wobei unabhängig vom Lagertyp die erfindungsgemäßen Vorteile erreicht werden. Der Käfig selbst weist bevorzugt einen umlaufenden, radial außen liegenden Steg auf, der durch die Taschen unterbrochen ist, wobei die Vorsprünge von den zwischen den Taschen verbleibenden Stegabschnitten gebildet sind. Dieser umlaufende, nur relativ schmal vorspringende Steg ermöglicht auf einfache Weise die Ausbildung der Taschen, die z. B. durch einfache radial oder schräg verlaufende Bohrungen realisiert werden können. Die zwischen den Taschen verbleibenden Stegabschnitte bilden die Vorsprünge, die auch als Anlaufnocken bezeichnet werden können. Der Steg selbst sollte im die Vorsprünge bildenden Bereich eine radial nach außen gewölbte Außenform besitzen, die folglich dem Grunde nach der Geometrie der Außenringlaufbahn angepasst ist, so dass sich eine flächige AbStützung ergibt. Da sich der Käfig an der Außenringlaufbahn, die gut mit Schmier- mittel versorgt ist, abstützt, ergibt sich somit eine hervorragende und extrem reibungsarme Käfigführung.
Der Steg selbst kann erfindungsgemäß an einem axial verlaufenden äußeren Ringabschnitt vorgesehen sein, an den sich ein schräg zu ihm verlaufender Kä- figabschnitt anschließt, an dem sich ein benachbart zum Innenring liegender, axial verlaufender innerer Ringabschnitt anschließt. Der Käfig weist also, querschnittlich gesehen, eine genäherte Z-Form auf. In dieser Form ist er ohne weiteres durch entsprechende Herstell- oder Bearbeitungsverfahren einfach herstellbar, da er keine komplexen Hinterschneidungen oder sonstige Führungs- oder Haltegeometrien aufweist. Durch seine einfache und eigenstabile Geometrie kann der Käfig aus nahezu allen bekannten Käfigwerkstoffen hergestellt werden. Denkbar ist eine Herstellung aus Metall wie Stahl, Messing oder Aluminium, wobei der Käfig dann bevorzugt spanend hergestellt wird. Aber auch eine Ausbildung aus einem Hartstoff, z.B. Keramik, ebenfalls in Verbindung mit einer spanenden Herstellung ist, denkbar. Selbst eine Fertigung aus Kunststoff und damit die Fertigung in entsprechenden großen Stückzahlen durch Herstellung des Käfigs in einem Kunststoffspritzverfahren ist denkbar. Die Materialwahl richtet sich letztlich nach dem Einsatzzweck des Schrägkugellagers. Die Z-Form ermöglicht eine sehr schmale Käfigbauform, die wiederum entsprechend schmale Lagerbauformen bzw. den Einsatz von zusätzlichen Dichtelementen in den vorhandenen schmalen Bauraum ermöglicht.
Der Steg selbst ist zweckmäßigerweise im Bereich des inneren Endes des äu- ßeren Ringabschnitts vorgesehen, so dass er zwangsläufig im Bereich der Außenringlaufbahn respektive dem Abschnitt, in dem auch die Kugeln wälzen, positioniert ist. Der maximale Außendurchmesser des Käfigs im Bereich der Vorsprünge sollte etwas kleiner als der Innendurchmesser der Außenringlaufbahn in dem Bereich, der den Vorsprüngen gegenüber liegt, sein. Das heißt, dass ein geringfügiges Spiel zwischen Käfig und Außenring gegeben ist, wobei sich dieses Spiel im Bereich weniger Zehntel Millimeter bewegt.
Die Taschen selbst können, wie bereits beschrieben, durch schräg oder radial gerade verlaufende Bohrungen ausgebildet sein. Ist ein hinreichendes axiales Platzangebot gegeben, so können die Taschen durch radiale Bohrungen reali- siert sein. Bei reduzierter Käfigbreite und beengten Platzverhältnissen wird eine schrägverlaufende Bohrung bevorzugt.
Das Schrägkugellager selbst ist bevorzugt ein zweireihiges Kugellager, wobei der Innenring und der Außenring, von denen einer zweiteilig ist, jeweils zwei Laufbahnen aufweisen, wobei die in den jeweiligen Laufbahnpaaren geführten Kugeln jeweils in einem Käfig geführt sind, welche Käfige gleich ausgeführt und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Alternativ kann der erfindungsgemäß ausgebildete Käfig natürlich auch bei einreihigem Schrägkugellager verwendet werden. Unabhängig von der Reihenanzahl werden bei allen Lagerty- pen die erfindungsgemäßen Vorteile erreicht.
Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Schrägkugellager mit der Führung des stabilen Fensterkäfigs über entsprechende Vorsprünge bzw. Anlaufnocken an der bereits bearbeiteten Außenringlaufbahn eine Entlastung des Wälzkör- persatzes, da dies an der Käfigführung nicht beteiligt ist. Auch entfallen etwaige Bearbeitungsschritte seitlicher Borde, die ebenfalls an der Käfigführung nicht beteiligt sind, wie sich auch eine entsprechende Verbesserung der Betriebsparameter des Schrägkugellagers, insbesondere eine Drehzahlsteigerung erzielen lässt. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Figur 1 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes zweireihiges Schrägkugellager, wobei die Schnittebene im Bereich der käfigsei- tigen Vorsprünge liegt,
Figur 2 eine Schnittansicht durch das zweireihige Schrägkugellager aus
Figur 1 , wobei die Schnittebene im Bereich der käfigseitigen Taschen liegt,
Figur 3 eine Perspektivansicht eines der Käfige aus Figur 1 ,
Figur 4 eine Teilansicht, perspektivisch, des Käfigs aus Figur 3,
Figur 5 eine seitliche Teilansicht der beiden Käfige des Schrägkugellagers aus Figur 1 ,
Figur 6 eine Teilansicht, perspektivisch, des Schrägkugellagers aus Figur
1 , wobei nur ein Käfig mit Kugeln befüllt ist,
Figur 7 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, eines Teils eines einreihigen
Schrägkugellagers mit gerade gebohrter Tasche, Figur 8 eine Prinzipdarstellung entsprechend Figur 7 mit schräg gebohrter
Tasche und dadurch Platzgewinn, z.B. für zusätzliches Dichtelement,
Figur 9 eine Prinzipdarstellung eines Teils eines einreihigen Schrägkugellagers mit gerade gebohrter Tasche bei nicht ganz ausgeformter Laufbahnrille, und
Figur 10 eine Prinzipdarstellung entsprechend Figur 9 mit schräg gebohrter
Tasche für eine schmalere Bauweise.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers 1 , das hier als zweireihiges Schrägkugellager ausgeführt ist. Es besteht aus einem Außenring 2 und einem Innenring 3, der aus zwei Innenringteilen 3a, 3b besteht. Sowohl am Außenring 2 als auch an den Innenringteilen 3a, 3b sind je- weils zwei Laufbahnen, nämlich zwei Außenringlaufbahnen 4 und zwei Innen- ringlaufbahnen 5 ausgebildet, auf denen entsprechende Kugeln 6 wälzen. Die Kugeln 6 selbst sind jeweils in einem Käfig 7 gehaltert, wobei die beiden Käfige, wie Figur 1 deutlich zeigt, gleich aufgebaut und spiegelbildlich zueinander an- geordnet sind. Der Käfig weist hierzu eine Vielzahl von einzelnen, geschlossenen Taschen 8 auf, in denen jeweils eine Kugel 6 aufgenommen ist, in der sich die Kugel 6 mit geringem Spiel frei bewegen kann, so dass die Kugeln keinerlei Zwangskräfte aus der Käfigführung, die nachfolgend noch beschrieben wird, erfahren. Am Außenring 2 sind schließlich zwei Dichtelemente 9 vorgesehen, die über entsprechende, in eine umlaufende Radialnut eingesetzte Lamellenringe realisiert sind.
Wie Figur 1 und insbesondere die Figuren 3 und 4 deutlich zeigen, weist der Käfig 7 mehrere Vorsprünge 10 auf, die radial nach außen abstehen, also zur Außenringlaufbahn 4 vorspringen und den Käfig 7 an der Außenringlaufbahn 4 abstützen. Über diese Vorsprünge 10, die auch als Anlaufnocken bezeichnet werden können, wird der Käfig 7 im Bereich zwischen Außenring 2 und Innenring 3 zuverlässig geführt. Da die Kugeln 6 auf den Außenring- und Innenring- laufbahnen 4, 5 laufen und über diese zentriert sind, ergibt sich folglich auch aufgrund der Führung des Käfigs 7 an der Außenringlaufbahn 4 eine Käfigzentrierung bzw. kein Versatz von Käfigführung zur Laufbahn, was zu optimalen Laufbedingungen und minimaler Reibung führt. Der Käfigdurchmesser ist im Bereich der Vorsprünge 10 minimal kleiner als der Durchmesser des Außenrings im Bereich der Außenringlaufbahn 8 respektive dem Bereich, wo die Vor- Sprünge 10 an dieser angreifen. Das heißt, dass sich ein minimales Spiel ergibt. Da die Außenringlaufbahn gut geschmiert ist partizipiert folglich der auf ihr geführte Käfig von dieser Schmierung, so dass sich eine nahezu reibungsfreie Käfigführung erreichen lässt. Wie die Figuren 2, 3 sowie 4 zeigen, befinden sich die Vorsprünge 10 jeweils im Bereich zweier benachbarter Taschen 8, das heißt, sie beeinträchtigen folglich weder die Taschengeometrie noch die Kugelführung in den Taschen. Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Perspektivansicht des in Figur 1 rechts gezeigten Käfigs 7, wobei die folgenden Ausführungen gleichermaßen für den identischen, jedoch spiegelbildlich angeordneten linken Käfig 7 gelten. Der Käfig 7 ist über die Vielzahl der Taschen 8, die durch einfache Bohrungen realisiert sind, quasi„perforiert", wobei zwischen jeweils zwei Taschen 8, siehe insbesondere Figur 4, jeweils ein Vorsprung 10 ausgebildet ist.
Zur Ausbildung dieser Vorsprünge weist der Käfig 7 einen umlaufenden, radial außenliegenden Steg 1 1 auf, der, siehe insbesondere Figur 4, durch die Ta- sehen durchbrochen ist. Durch das Einbringen dieser Taschenbohrungen bleibt zwangsläufig ein zwischen den Taschen 8 liegender Stegabschnitt stehen, über den der jeweilige Vorsprung 10 gebildet ist.
Der Käfig selbst weist quasi ein Z-förmiges Profil auf, wobei der Steg 1 1 an ei- nem axial verlaufenden, äußeren Ringabschnitt 12 ausgebildet ist (siehe auch Figur 1 ), an den sich ein schräg zu ihm verlaufender Käfigabschnitt 13 anschließt, an den sich wiederum ein benachbart zum Innenring 3 liegender, axial verlaufender innerer Ringabschnitt 14 anschließt. Es sind folglich keinerlei komplexe Geometrien oder Hinterschneidungen vorgesehen, was auch die Herstel- lung eines solchen Käfigs vereinfacht. Das Z-förmige Profil erlaubt zudem axial sehr schmale bauende und gleichzeitig gestaltsteife Käfigkonstruktionen.
Die Geometrie des Steges 1 1 und damit der Vorsprünge 10 ergibt sich anschaulich aus Figur 5, wo eine Teilansicht der beiden Käfige 7 des Schrägku- gellagers aus Figur 1 gezeigt ist. Ersichtlich weist der Steg 1 1 eine radial nach außen gewölbte Außenform auf, so dass auch die verbleibenden Vorsprünge leicht gewölbt sind. Hierüber erfolgt eine Kontur- oder Geometrieanpassung an die Geometrie der Außenringlauffläche, so dass sich keine punktuelle, sondern eine flächige Abstützung ergibt.
Figur 6 zeigt eine Perspektivansicht des Schrägkugellagers 1 , wobei hier der Außenring nicht gezeigt ist und auch nur ein Käfig 7 mit Kugeln 6 gefüllt ist. Ersichtlich befindet sich zwischen jeweils zwei Kugeln 6 ein Steg 1 1 . Da die Ku- geln 6 frei in den Taschen 8 laufen erfahren sie folglich durch die gegebene Kä- figabstützung über die Vorsprünge 10 keinerlei Last oder Reibung, sie partizipieren nicht an der Käfigführung. Figur 7 zeigt eine Teilansicht eines Schrägkugellagers 1 , mit dem Außenring 2 und dem Innenring 3 für ein einreihiges Schrägkugellager. Die Kugeln 6 sind wiederum in einem Käfig 7 aufgenommen, der entsprechende Vorsprünge 10 aufweist. Die Taschen 8 des Käfigs 7 sind hier über eine radial gerade Bohrung realisiert. Der Käfig 7 wird allein über die Vorsprünge 10 in der Außenringlauf- bahn 4 geführt. Es ist keine Käfigzentrierung oder Käfiganlaufdurchmesserbearbeitung erforderlich.
Demgegenüber zeigt Figur 8 ein Beispiel, bei dem die Taschen 8 des Käfigs 7 über eine schräge Bohrung gebildet sind. Diese Schrägbohrung ist insbesonde- re dann zweckmäßig, wenn beengte Platzverhältnisse gegeben sind, das heißt, wenn der Käfig 7 in seiner Breite nicht entsprechend dimensioniert werden kann. Würde hier eine gerade Taschenbohrung angebracht werden, so würde die Käfigwand im Taschenbereich zu dünn werden. Die schmale Käfigausführung erlaubt auch die Anordnung von Dichtelementen 9 in bisher zu engen Bau- räumen.
Während die Figuren 7 und 8 Ausführungen des Schrägkugellagers 1 mit vollständig ausgeformten Laufbahnrillen mit Umkehrpunkt im Rillengrund zeigen, zeigen die Figuren 9 und 10 Ausführungen, bei denen die Außenringlaufbahnen 4 nicht vollständig ausgeformt sind, das heißt, dass die jeweilige Außenringlaufbahn 4 in eine Stufe übergeht. Ersichtlich kann auch hier am jeweiligen Käfig 7 ein entsprechender Vorsprung 10 realisiert werden, der trotz nicht ganz ausgeformter Außenringlaufbahn 4 auf dieser läuft respektive abgestützt ist. Figur 9 zeigt dabei eine Ausführungsform, bei der die Tasche 8 wiederum über eine radial gerade Bohrung gebildet ist. Demgegenüber zeigt Figur 10 eine Ausführung, bei der die Tasche 8 aufgrund beengter Platzverhältnisse wiederum über eine schräg verlaufende Bohrung realisiert ist. Ersichtlich ergibt sich hier ein, axial gesehen, deutlich schmälerer Aufbau.
Der jeweilige Käfig 7 selbst ist bevorzugt aus Metall, beispielsweise Stahl, Mes- sing oder Aluminium hergestellt. Aufgrund der einfachen eigenstabilen Geometrie kann er ohne weiteres spanend hergestellt werden. Auch eine spanende Herstellung aus einem Hartstoff wie Keramik o.dgl. ist denkbar. Darüber hinaus kann der Käfig 7 aus Kunststoff gefertigt werden, beispielsweise in einem einfachen Spritzverfahren, so dass entsprechend hohe Stückzahlen kostengünstig gefertigt werden können.
Bezugszeichenliste
Schrägkugellager
Außenring
Innen ring
a Innenringteil
b Innenringteil
Außenringlaufbahn
Innenringlaufbahn
Kugel
Käfig
Tasche
Dichtelement
0 Vorsprung
1 Steg
2 Ringabschnitt
3 Käfigabschnitt
4 Ringabschnitt

Claims

Patentansprüche
Schrägkugellager, umfassend einen Innenring (3) mit einer Innenringlauf- bahn (5), einen Außenring (2) mit einer Außenringlaufbahn (4) sowie mehrere auf beiden Laufbahnen (4, 5) wälzende und in einem Käfig (7) geführte Kugeln (6), wobei jede Kugel (6) in einer Tasche (8) des Käfigs (7) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei benachbarten, geschlossenen Taschen (8) ein radial zur Außenringlaufbahn (4) ragender Vorsprung (10) vorgesehen ist, wobei der Käfig (7) über die mehreren Vorsprünge (1 0) an der Außenringlaufbahn (4) geführt ist.
Schrägkugellager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (7) einen umlaufenden, radial außenliegenden Steg (1 1 ) aufweist, der durch die Taschen (8) durchbrochen ist, wobei die Vorsprünge (10) von den zwischen den Taschen (8) verbleibenden Stegabschnitten gebildet sind.
Schrägkugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (1 1 ) im die Vorsprünge (10) bildenden Bereich eine radial nach außen gewölbte Außenform besitzen.
Schrägkugellager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (1 1 ) an einem axial verlaufenden äußeren Ringabschnitt (12) vorgesehen ist, an den sich ein schräg zu ihm verlaufenden Käfigabschnitt (13) anschließt, an den sich ein benachbart zum Innenring (3) liegender, axial verlaufender innerer Ringabschnitt (14) anschließt.
Schrägkugellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg(1 1 ) im Bereich des inneren Ende des äußeren Ringabschnitts (12) vorgesehen ist.
Schrägkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Außendurchmesser des Käfigs (7) im Bereich der Vorsprünge (10) kleiner als der Innendurchmesser der Außen- ringlaufbahn (4) in dem Bereich, der den Vorsprüngen (10) gegenüber liegt, ist.
7. Schrägkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (8) durch schräg oder radial gerade verlaufende Bohrungen gebildet sind.
8. Schrägkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein zweireihiges Kugellager (1 ) ist, wobei der In- nenring (3) und der Außenring (2), von denen einer zweiteilig ist, jeweils zwei Laufbahnen (4, 5) aufweisen, wobei die in den jeweiligen Laufbahnpaaren geführten Kugeln (6) jeweils in einem Käfig (7) geführt sind, welche Käfige (7) gleich ausgeführt und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
9. Schrägkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Käfig (7) aus Metall, Hartstoff oder Kunststoff ist.
10. Schrägkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigtaschen ohne oder mit Wälzkörperhalte- rungen ausgeführt sind.
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