DE10002026A1 - Rolling bearing , in particular, radial bearing with two rows of cylindrical rolling elements, especially needles comprises two cages which are directly joinable to one another by means of a releasable joint - Google Patents
Rolling bearing , in particular, radial bearing with two rows of cylindrical rolling elements, especially needles comprises two cages which are directly joinable to one another by means of a releasable jointInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a rolling bearing arrangement according to the Preamble of claim 1.
Bei einer bekannten Wälzlageranordnung der eingangs genannten Art (A. G. Russ "Wälzlagertechnik Teil 2" Kontakt, Bd. 248, S. 166, Bild 5.22; expert-Verlag 1988; 7044 Ehningen; ISBN 3-8169-0320-7) sind die beiden Käfige im vormontierten Lagerzustand in einen mit Borden versehenen Aussenlaufring eingesetzt. Da die Käfige bei dieser Anordnung keine Relativbewegungen zueinander ausführen können, ergeben sich Schwierigkeiten insbesondere bei solchen Anwendungsfällen - bspw. bei der Lagerung von schrägverzahnten Zahnrädern - bei denen ein Verklemmen der Nadeln bewirkende Kräfte auftreten und somit eine Relativbeweglichkeit wünschenswert werden lassen. Andererseits kann bei der Montage von zwei einzelnen Zahnkränzen zur Herstellung des betriebsbereiten Endeinbauzustandes einer ohne Mittel zur Lagefixierung der Käfige ausgebildeten Wälzlageranordnung einer der Zahnkränze vergessen werden, was zum Ausfall der Wälzlagerung und dadurch zum Ausfall bspw. eines ganzen Kraftfahrzeug-Getriebes führt. Das Fehlen des einen Zahnkranzes nach der Endmontage ist nicht ohne weiteres zu erkennen, da seitliche Anlaufbegrenzungen die Sicht auf die Zahnkränze bzw. auf den verbleibenden einen Zahnkranz im allgemeinen versperren. Auch ein in üblicher Weise zeitlich begrenzt durchgeführter Funktionsprüflauf mit geringerer Belastung kann den Montagefehler nicht aufdecken.In a known rolling bearing arrangement of the type mentioned at the beginning (AG Russ "Rolling Bearing Technology Part 2 " Contact, Vol. 248, p. 166, Figure 5.22; expert Verlag 1988 ; 7044 Ehningen; ISBN 3-8169-0320-7 ) are the two cages inserted in a preassembled bearing in an outer race provided with ribs. Since the cages cannot carry out any relative movements with one another in this arrangement, difficulties arise in particular in such applications - for example in the storage of helical toothed gears - in which jamming of the needles causes forces and thus relative mobility can be desirable. On the other hand, one of the sprockets can be forgotten when assembling two individual sprockets to produce the ready-to-use final installation state of a roller bearing arrangement designed without means for fixing the position of the cages, which leads to failure of the roller bearing and thus to failure of an entire motor vehicle transmission, for example. The absence of one sprocket after final assembly is not immediately recognizable, since lateral start-up restrictions generally block the view of the sprockets or of the remaining one sprocket. Even a functional test run carried out for a limited period in the usual way with less load cannot detect the assembly error.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist im wesentlichen darin zu sehen, den besagten montagebedingten Ausfall einer gattungsgemässen Wälzlageranordnung zu vermeiden.The object underlying the invention is essentially to see the said assembly-related failure of one to avoid generic roller bearing arrangement.
Die erläuterte Aufgabe ist gemäss der Erfindung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.The explained task is according to the invention with the Features of claim 1 solved in an advantageous manner.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung bilden die beiden Käfige eine Montage-Einheit, die einen Aussenlaufring entbehrlich werden lässt, so dass nicht zuletzt eine wesentliche Verbilligung der Wälzlageranordnung erzielt ist. Auch das bei Verwendung eines Aussenlaufringes erforderliche Einpressen des Lagers sowie eine diesbezügliche Montagevorrichtung sind in Fortfall gekommen.In the rolling bearing arrangement according to the invention, the two form Cages an assembly unit that has an outer race can be dispensed with, so that not least one substantial reduction in the cost of the rolling bearing arrangement is achieved. This is also necessary when using an outer race Pressing in the bearing and a related one Assembly device have come to an end.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung könnte die lösbare Verbindung der Käfige bspw. als eine Relativbewegungen zulassende reibschlüssige Klemmverbindung ausgebildet sein.In the rolling bearing arrangement according to the invention, the Detachable connection of the cages, for example, as a relative movement allowing frictional clamping connection to be formed.
Als vorteilhaft hat sich die Ausgestaltung der lösbaren Verbindung bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung als Formschluss-Verbindung nach Patentanspruch 2 ergeben.The design of the detachable has been found to be advantageous Connection in the rolling bearing arrangement according to the invention as Form-fit connection according to claim 2 result.
Für den Fall, dass bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung das aufgrund von Fertigungstoleranzen und dgl. ohnehin vorhandene Spiel in der lösbaren Verbindung der Käfige für deren angestrebte Relativbeweglichkeit zueinander nicht genügen sollte, kann die gezielte Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 3 getroffen sein. Diese Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wälzlageranordnung hat sich insbesondere bei Wälznadellagerungen von schrägverzahnten Zahnrädern - wie dem die Drehsinnumkehr vermittelnden Zwischenzahnrad einer Zahnradstufe für den Rückwärtsgang eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes - als vorteilhaft ergeben. Bei einer solchen üblicher Weise als Loslager ausgelegten bekannten Wälzlageranordnung können Kippmomente auftreten, welche ein Verklemmen der Nadelrollen und dadurch Torsionsmomente an den Nadelkäfigen verursachen, die durch die erfindungsgemässe Relativbeweglichkeit der Nadelkäfige gegeneinander abgebaut oder ganz vermieden sind.In the event that in the rolling bearing arrangement after the Invention that due to manufacturing tolerances and the like. already existing game in the releasable connection of the cages not for their desired relative mobility should be sufficient, the targeted design of the invention be taken according to claim 3. This embodiment a rolling bearing arrangement according to the invention has especially in the case of roller needle bearings of helical gears Gears - like the one that mediates the reversal of direction Intermediate gear of a gear stage for the reverse gear Motor vehicle gear change transmission - as advantageous surrender. In such a usual way as a floating bearing designed known roller bearing assembly can tilt moments occur which jams the needle rollers and thereby Cause torsional moments on the needle cages caused by the Relative mobility of the needle cages according to the invention are broken down or avoided altogether.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung könnte der Formschluss der beiden komplementären Verbindungsteile in Bezug auf seine geometrische Hauptachse derart quer oder senkrecht zu den Zylinderachsen der Wälzkörper ausgebildet sein, dass die beiden Käfige mit ihrem jeweils zugehörigen Verbindungsteil beim Montieren oder Demontieren translatorische Relativbewegungen zueinander unter paralleler Ausrichtung ihrer Käfighauptachsen ausführen.In the rolling bearing arrangement according to the invention, the Form fit of the two complementary connecting parts in relation to its main geometric axis in such a transverse or perpendicular manner the cylinder axes of the rolling elements that the two cages with their respective connecting parts when assembling or disassembling translational Relative movements to each other with parallel alignment of their Execute main cage axes.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung nach der Erfindung gemäss Patentanspruch 4 führen die beiden Käfige mit ihrem jeweils zugehörigen Verbindungsteil axiale Relativbewegungen zueinander unter koaxialer Ausrichtung ihrer Käfighauptachsen zur Hauptachse der Wälzlageranordnung aus. Dies hat den Vorteil, dass die lösbare Verbindung quasi als Steckkupplung ausgebildet sein kann.In an advantageous embodiment of the rolling bearing arrangement according to the invention according to claim 4, the two lead Cages with their associated connecting part axial Relative movements to each other with their coaxial orientation Cage main axes to the main axis of the rolling bearing arrangement. This has the advantage that the releasable connection quasi as Plug coupling can be formed.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung können übliche Mittel - bspw. in bajonettartiger Form - zur gegenseitigen lösbaren Verriegelung der komplementären Verbindungsteile vorgesehen sein.In the rolling bearing arrangement according to the invention can be conventional Medium - for example in a bayonet-like form - for the mutual releasable locking of the complementary connecting parts be provided.
Durch die Ausgestaltung der Wälzlageranordnung nach der Erfindung gemäss Patentanspruch 5 ist ein Rasteneingriff bei den Verbindungsteilen zu ihrer gegenseitigen Fixierung in der Schliess-Stellung verwendet.Due to the design of the rolling bearing arrangement according to the Invention according to claim 5 is a latch engagement the connecting parts for their mutual fixation in the Closed position used.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung hat sich die Ausgestaltung der lösbaren Verbindung für die Käfige als Clipsverbindung nach Patentanspruch 6 insbesondere für die Montage als zweckmässig ergeben. In the rolling bearing arrangement according to the invention, the Design of the detachable connection for the cages as Clip connection according to claim 6 in particular for Assemble as appropriate.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Wälzlageranordnung nach der Erfindung sieht eine Klebverbindung gemäss Patentanspruch 7 vor.Another advantageous embodiment of the Rolling bearing arrangement according to the invention provides an adhesive connection according to claim 7 before.
Patentanspruch 8 hat einen erfindungsgemässen Käfig zur Führung einer Reihe von zylindrischen Wälzkörpern für eine nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 ausgebildete Wälzlageranordnung zum Gegenstand, welcher sich durch den Vorteil auszeichnet, dass beide Käfige der Wälzlageranordnung aufgrund dieser ihrer erfindungsgemässen Käfigausgestaltung identisch gleich ausgebildet sein können.Claim 8 has an inventive cage for guidance a series of cylindrical rolling elements for one after one of claims 1 to 6 trained roller bearing assembly for Object, which is characterized by the advantage that both cages of the rolling bearing assembly due to this their Cage design according to the invention identical can be trained.
Die Patentansprüche 9 und 10 haben je eine für Radiallagerungen vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Käfigs nach Patentanspruch 8 zum Gegenstand.Claims 9 and 10 each have one for radial bearings advantageous embodiment of the cage according to the invention Claim 8 on the subject.
Die Patentansprüche 11 bis 17 haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Ausführungsform nach Patentanspruch 10 des erfindungsgemässen Käfigs zum Gegenstand.The claims 11 to 17 have advantageous Embodiments of the embodiment according to claim 10 of the subject of the cage.
Gemäss der Lehre von Patentanspruch 18 ist als Werkstoff für den nach einem der Patentansprüche 8 bis 17 ausgebildeten erfindungsgemässen Käfig ein Polyamid vorgesehen.According to the teaching of claim 18 is a material for trained according to one of claims 8 to 17 Cage according to the invention provided a polyamide.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung bedeutenThe invention is based on one in the drawing schematically illustrated embodiment described in more detail. Mean in the drawing
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges an der Stelle eines Zwischenzahnrades, das durch eine Wälzlageranordnung nach dem Stand der Technik in einem Gehäuseteil gelagert ist und einer Zahnradstufe zur Bildung der Übersetzung und des Drehsinnes des Rückwärtsganges angehört, und Fig. 1 shows a section of a gear change transmission of a motor vehicle at the location of an intermediate gear, which is supported by a roller bearing arrangement according to the prior art in a housing part and belongs to a gear stage to form the translation and the direction of rotation of the reverse gear, and
Fig. 2 eine Wälzlageranordnung nach der Erfindung, welche anstelle der bekannten Wälzlageranordnung zur Lagerung des Zwischenzahnrades gemäss Fig. 1 vorgesehen sein kann. Fig. 2 shows a rolling bearing arrangement according to the invention, which can be provided instead of the known rolling bearing arrangement for mounting the intermediate gear according to FIG. 1.
Ein Lagerbolzen 23 ist an seinem einen Bolzenende durch eine als Sackloch ausgebildete Lagerbohrung 24a eines Gehäuseteiles 24 eines Getriebegehäuses eines Zahnräderwechselgetriebes und an seinem anderen Bolzenende durch einen Lagerschild 25 mit zugehöriger Befestigungsschraube 26 jeweils feststehend gegenüber dem Getriebegehäuse fixiert. Auf dem Lagerbolzen 23 ist ein Zwischenzahnrad 22 einer Zahnradstufe zur Bildung des Rückwärtsganges mittels einer konventionellen Wälzlageranordnung drehbar gelagert, welche zwei Reihen 3 und 4 von Wälznadeln 5 mit je einem Käfig 6 aufweist. Die Axialbeweglichkeit beider Käfige 6 ist in der einen Richtung der Lagerachse 29-29 durch eine Anlauffläche 27 des Gehäuseteiles 24 und in der entgegengesetzten Richtung durch eine Anlaufscheibe 28 begrenzt, wobei letztere konzentrisch auf dem Lagerbolzen 23 und axial zwischen dem Zwischenzahnrad 22 und dem Lagerschild 25 angeordnet ist. Die Axialbeweglichkeit der Käfige 6 in der jeweils auf den anderen Käfig 6 weisenden Richtung der Lagerachse 29-29 ist dadurch begrenzt, dass die beiden Käfige 6 mit geringem Axialspiel, im wesentlichen jedoch unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sind. Die Käfige 6 sind durch ihre Wälznadeln 5 geführt und dabei sowohl relativ zueinander als auch relativ zu den anderen Lagerkomponenten 22, 23, 27 und 28 an sich lose angeordnet.A bearing pin 23 is respectively fixedly secured at one end of the bolt through an opening formed as a blind hole bearing bore 24a of a housing part 24 of a transmission casing of a change-speed gearbox and at its other bolt end by a bearing plate 25 with associated fixing screw 26 with respect to the transmission housing. An intermediate gear 22 of a gear stage for forming the reverse gear is rotatably mounted on the bearing pin 23 by means of a conventional roller bearing arrangement, which has two rows 3 and 4 of roller needles 5 , each with a cage 6 . The axial mobility of both cages 6 is limited in one direction of the bearing axis 29-29 by a thrust face 27 of the housing part 24 and in the opposite direction by a thrust washer 28 , the latter concentrically on the bearing pin 23 and axially between the intermediate gear 22 and the end shield 25 is arranged. The axial mobility of the cages 6 in the direction of the bearing axis 29-29 pointing in each case towards the other cage 6 is limited in that the two cages 6 are arranged with little axial play, but essentially directly adjacent to one another. The cages 6 are guided by their roller needles 5 and are loosely arranged both relative to one another and relative to the other bearing components 22 , 23 , 27 and 28 .
Bei der Wälzlagerung nach der Erfindung sind die beiden Reihen 3 und 4 von Wälznadeln 5 mit je einem erfindungsgemässen Käfig 7 versehen, wobei diese beiden Käfige 7 zur Herstellung eines vormontierten Lagerzustandes, der in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine lösbare Verbindung 8 sowohl unmittelbar miteinander als auch unabhängig von allen anderen Lagerkomponenten in Verbindung bringbar sind. Die beiden komplementären Verbindungsteile 13 und 14 der lösbaren Verbindung 8 sind nach Art einer Steckkupplung ausgebildet, deren Hauptachse 12-12 zentral sowie parallel zu den Zylinderachsen 15-15 der Wälznadeln 5 liegt und im Endeinbauzustand der Wälzlageranordnung mit der Lagerachse 29-29 zusammenfällt. Die Verbindungsteile 13, 14 - die beim Lösen oder Schliessen der Verbindung 8 relativ zueinander und koaxial zur Hauptachse 12-12 betätigt werden - sind als zur Hauptachse 12-12 konzentrisch liegende Kupplungsringe 16 und 17 ausgebildet, deren im geschlossenen Zustand der Verbindung 8 unmittelbar aneinander anliegende Ringquerschnitte aufgrund ihrer unterschiedlichen Wirkdurchmesser radial zur Hauptachse 12-12 gegeneinander versetzt sind. Der mit seinem Ringquerschnitt radial aussen liegende Kupplungsring 16 ist an dem einen Stirnende 18 des jeweiligen Käfigs 7 ausgebildet und an seinem Innenumfang mit einer zur Hauptachse 12-12 konzentrisch umlaufend ausgebildeten Ringnut 20 versehen. Der mit seinem Ringquerschnitt radial innen liegende andere Kupplungsring 17 ist an dem anderen Stirnende 19 des jeweiligen Käfigs 7 ausgebildet und an seinem Aussenumfang mit einem zur Hauptachse 12-12 konzentrisch umlaufend ausgebildeten Ringnocken 21 versehen, welcher in die Ringnut 20 formschlüssig eingreift. Die lösbare Verbindung 8 ist mit zusätzlichen Freiheitsgraden derart ausgebildet, dass die beiden Käfige 7 mit ihrer jeweils zugehörigen Käfighauptachse 11-11, welche im geschlossenen unbelasteten Zustand der Verbindung 8 mit der Hauptachse 12-12 zusammenfällt, relativ zueinander Knickwinkelbewegungen 9 und/oder Drehbewegungen 10 ausführen können.In the roller bearing according to the invention, the two rows 3 and 4 of roller needles 5 are each provided with a cage 7 according to the invention, these two cages 7 for producing a preassembled bearing state, which is shown in FIG. 2, by a releasable connection 8 both directly can be connected to each other as well as independently of all other bearing components. The two complementary connecting parts 13 and 14 of the releasable connection 8 are designed in the manner of a plug-in coupling, the main axis 12-12 of which lies centrally and parallel to the cylinder axes 15-15 of the roller needles 5 and coincides with the bearing axis 29-29 in the final installed state of the roller bearing arrangement. The connecting parts 13 , 14 - which are actuated when releasing or closing the connection 8 relative to one another and coaxially to the main axis 12-12 - are designed as coupling rings 16 and 17 which are concentric to the main axis 12-12 and whose connection 8 is in the closed state directly to one another fitting ring cross-sections are radially offset from each other to the main axis 12-12 due to their different effective diameter. The coupling ring 16 , which lies radially on the outside with its ring cross section, is formed on one end face 18 of the respective cage 7 and is provided on its inner circumference with an annular groove 20 which is concentrically circumferential to the main axis 12-12 . The other coupling ring 17 , which lies radially on the inside with its ring cross section, is formed on the other end face 19 of the respective cage 7 and is provided on its outer circumference with a ring cam 21 which is concentrically circumferential to the main axis 12-12 and which engages in the ring groove 20 in a form-fitting manner. The detachable connection 8 is designed with additional degrees of freedom in such a way that the two cages 7 with their respective associated main cage axis 11-11 , which coincides with the main axis 12-12 in the closed, unloaded state of the connection 8 , relative to one another articulation angle movements 9 and / or rotary movements 10 can execute.
Die im geschlossenen Zustand der Verbindung 8 aneinander anliegenden Querschnitte der komplementären Verbindungsteile 13, 14 sind derart elastisch ausgebildet, dass wenigstens der eine Verbindungsteil 13 bzw. 14 in den quer oder senkrecht zur Hauptachse 12-12 liegenden Richtungen relativ zu seinem Käfig 7 rückfedernd ausgebildet ist, so dass die Verbindung 8 als Clipsverbindung wirkt.The cross-sections of the complementary connecting parts 13 , 14 which abut one another in the closed state of the connection 8 are designed to be elastic in such a way that at least one connecting part 13 or 14 is designed to spring back relative to its cage 7 in the directions transverse or perpendicular to the main axis 12-12 , so that connection 8 acts as a clip connection.
Jeder Käfig 7 ist mit den beiden Verbindungsteilen 13, 14 an seinen Stirnenden 18, 19 einteilig ausgebildet. Each cage 7 is formed in one piece with the two connecting parts 13 , 14 at its ends 18 , 19 .
Beide Käfige 7 der Wälzageranordnung sind identisch ausgebildet, da beide komplementären Verbindungsteile 13, 14 der lösbaren Verbindung 8 an den beiden Stirnseiten 18, 19 jedes einzelnen Käfigs 7 unter gegenseitiger radialer Versetzung ihrer unmittelbar an einem Querschnitt des jeweils anderen Käfigs anliegenden Querschnitte verteilt angeordnet sind.Both cages 7 of the roller bearing arrangement are of identical design, since the two complementary connecting parts 13 , 14 of the releasable connection 8 are distributed on the two end faces 18 , 19 of each individual cage 7 with mutual radial displacement of their cross sections lying directly against a cross section of the other cage.
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