DE1001062B

DE1001062B - Cage for needle bearings

Info

Publication number: DE1001062B
Application number: DEI8663A
Authority: DE
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1954-05-15
Filing date: 1954-05-15
Publication date: 1957-01-17

Description

Käfig für Nadellager Die Erfindung bezieht sich auf Käfige für Nadellager. Fensterkäfige für Nadellager mit einzeln geführten und gehaltenen Nadeln, werden auf Grund ihrer geringen Wandstärke vorwiegend aus glattem Rohr in der Weise hergestellt, daß man die Fenster stanzt und durch Profilrollen innen und außen Haltenasen erzeugt, welche die Halterung der Nadeln im Fenster übernehmen. Die Profilrollen bilden am Mantel des Käfigs Rillen, in den Stegen und drücken einen Teil des Materials in den freien Raum der Fenster, so daß dort nasenartige Haltevorsprünge gebildet werden, deren gegenseitiger Abstand kleiner ist als der Nadeldurchmesser. Die Gefahr der Verformung der Stege und die Beanspruchung des Werkstoffes ist dabei außerordentlich groß.Cage for needle roller bearings The invention relates to cages for needle roller bearings. Window cages for needle roller bearings with individually guided and held needles Due to their low wall thickness, mainly made of smooth tube in the way, that the windows are punched and retaining lugs are created inside and outside by means of profile rollers, which hold the needles in the window. The profile roles form on Coat the cage grooves in the ridges and push some of the material in the free space of the window, so that nose-like retaining projections are formed there, whose mutual distance is smaller than the needle diameter. The danger of Deformation of the webs and the stress on the material are extraordinary great.

Bei den kleinen Wandstärken der Käfige und der Käfigstege z.B. von, etwa 1 mm für Nadeln mit einem Durchmesser von 1,5 mm oder von etwa 1,5 mm für Nadeln mit einem Durchmesser von 2 mm, aber auch für Nadeln mit einem Durchmesser von 3 mm, bei denen etwa 2,4 mm Käfigwandstärke benötigt wird, können solche Verformungen Deformierungen der Stege und Materialverdrängung bis in den Teilkreisdurchmesser, also bis zu jener Linie ergeben, an der der Käfigsteg die Nadeln achsparallel führt.With the small wall thicknesses of the cages and the cage bars, e.g. of, about 1 mm for needles with a diameter of 1.5 mm or about 1.5 mm for needles with a diameter of 2 mm, but also for needles with a diameter of 3 mm, for which a cage wall thickness of about 2.4 mm is required, such deformations can occur Deformation of the webs and material displacement up to the pitch circle diameter, thus result up to the line at which the cage bar guides the needles axially parallel.

Es ist besonders ungünstig, daß beim Rollen mit Profilrollen die Wandstärke der Stege an der Stelle, an. der die Haltenasen sich bilden, um die Tiefe der Rille verringert werden, so daß damit der radiale Abstand, der inneren und äußeren Haltenase kleiner wird und die Verformung sich bis zur Berührungslinie der Nadeln, etwa dem Mittelkreis des Käfigzylinders auswirkt. Dies tritt um so eher ein, je dünner die Wandstärke des Käfigs ist. Die Nachteile solcher, auch von der Materialfestigkeit und Verformungsfähigkeit des Materials abhängigen Deformierungen sind bei Nadellagern mit kleinem Nadeldurchmesser besonders groß. Die achsparallele Führung der Nadeln erfolgt nicht wie bei Zylinderrollen durch die seitlichen Laufbahn borde an den Stirnflächen der Rollkörper, sondern allein durch die Berührung der Zylindererzeugenden der Nadeln mit den gegenüberliegenden Flächen der Käfigstege. Daraus ergibt sich aber bei einer Deformierung der Stegflächen an der Berührungsstelle der Nadeln eine Anlagefläche, die nicht achsparallel ist.It is particularly unfavorable that the wall thickness when rolling with profile rollers the webs at the point. which the retaining lugs form to the depth of the groove be reduced, so that the radial distance between the inner and outer retaining lugs becomes smaller and the deformation extends to the line of contact of the needles, such as the Center circle of the cage cylinder affects. This occurs all the sooner, the thinner the Wall thickness of the cage is. The disadvantages of such, also from the material strength Deformations that are dependent on the deformability of the material are in needle roller bearings especially large with a small needle diameter. The axially parallel guidance of the needles does not take place as with cylindrical rollers due to the lateral raceway rims on the End faces of the rolling elements, but solely through the contact of the cylinder generating of the needles with the opposite surfaces of the cage bars. This results in but if the web surfaces are deformed at the point of contact of the needles, one Contact surface that is not axially parallel.

Eine wesentliche Verbesserung der bisherigen Käfige für Nadellager dieser Art und damit eine Beseitigung der geschilderten Nachteile wird mit einem Käfig, bei dem die Nadeln einzeln in Käfigfenstern an den Stegen geführt und gehalten werden, gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die Nadeln nach außen durch Verformen von in Umfangsrichtung auf den Stegen verlaufenden Rippen gehalten sind. Dadurch wird erreicht, daß die Nadeln an den Stegflächen etwa im Teilkreisdurchmesser achsparallel geführt werden. Nach innen können die Nadeln in bekannter Weise z. B. durch die Käfigtaschenform oder durch Verstemmen der Steginnenflächen gehalten werden.A significant improvement on the previous cages for needle roller bearings this type and thus an elimination of the disadvantages is with a Cage in which the needles are individually guided and held in cage windows on the webs are achieved according to the invention in that the needles outwardly by deforming are held by ribs running in the circumferential direction on the webs. Through this it is achieved that the needles are axially parallel to the web surfaces approximately in the pitch circle diameter be guided. Inwardly, the needles can be used in a known manner, for. B. by the Cage pocket shape or by caulking the inner surfaces of the webs.

Die Ausbildung der äußeren Haltevorsprünge wird durch die Erfindung in geometrisch besonders günstiger Weise erreicht. Fensterkäfige, als Zylinder gedreht, werden an ihrer äußeren Mantelfläche z. B. mit Profilstahl derart geformt, daß in Umfangsrichtung verlaufende Rillen ausgedreht werden und Rippen stehenbleiben, welche in ihrem Ausgangsdurchmesser sogar über das Maß des Käfigs hinwegragen können. Die Haltevorsprünge, welche die Nadeln gegen Herausfallen nach außen sichern, werden nach dem Stanzen der Fenster z. B. derart gebildet, daß glatte zylindrische Rollen den Käfig überwalzen, während dieser sich vorzugsweise in beiden Richtungen dreht, wobei die dachförmigen, durch die Ausstanzungen der Fenster unterbrochenen. Rippen allseitig verformt werden. Das in die Käfigfenster hineingedrückte Material bildet so die Haltenasen für die Nadeln.The formation of the outer retaining projections is made possible by the invention achieved in a geometrically particularly favorable manner. Window cages, turned as cylinders, are on their outer surface z. B. shaped with profile steel so that in Circumferential grooves are turned out and ribs remain, which can even protrude beyond the size of the cage in their initial diameter. the Holding projections, which secure the needles against falling out to the outside, are after punching the window z. B. formed such that smooth cylindrical rollers roll over the cage while it rotates preferably in both directions, the roof-shaped, interrupted by the punched-out windows. Ribs be deformed on all sides. The material pressed into the cage window forms so are the retaining lugs for the needles.

Die Höhe und der Querschnitt dieser radial gerichteten Rippen oder Vorsprünge ist so gewählt, daß bei einem bestimmten Verformungsgrad, welcher erforderlich ist, um die Vorsprünge von zwei gegenüberliegenden Stegen so weit zu bilden, daß ihr Abstand kleiner ist als der Nadeldurchmesser, der Verformungswiderstand, welcher aus den Profilveränderungen der radialem Rippen und ihrer Abstützung aus den Käfigstegen sich bildet, so groß wird, daß eine tiefer greifende Verformung der Haltenasen an den Stegwänden bis zur Berührungsfin.ie der Nadeln. nicht stattfinden kann. Damit wird die Verformung in gewünschter Weise auf die äußeren Teile des Käfigzylinder beschränkt, was in einfacher Weise z. B. durch die Größe des Durchmessers der Nuten geschieht.The height and the cross section of these radially directed ribs or Projections is chosen so that at a certain degree of deformation, which is required is to form the projections of two opposite webs so far that their distance is smaller than the needle diameter, the deformation resistance, which from the profile changes of the radial ribs and their support from the cage bars forms so large that a deeper deformation of the retaining lugs occurs the web walls up to the contact fin.ie of the needles. not occur can. In this way, the deformation is effected in the desired manner on the outer parts of the cage cylinder limited what in a simple manner z. B. by the size of the diameter of the grooves happens.

Die Größe der Vorsprünge und die Materialverformung in radialer Richtung kann auch dadurch begrenzt werden, daß die umlaufenden Rippen sehr nahe an die stirnseitigen Begrenzungsringe der Stege gelegt werden. Damit entsteht nach einer Seite in Richtung zur Käfigmitte ein stärkerer Querschnittsabfall, während zum stirnseitigen Begrenzungsring ein geringer, möglichst flacher Querschnittsabfall ausgeführt sein kann. Die Verformung der dachförmigen Rippen, deren Querschnitt in der geschilderten Weise für eine Bildung von: Haltevorsprüngen an der äußeren Peripherie besonders günstig gestaltet ist, kann auch durch in radialer Richtung wirkende Stempel oder in anderer bekannter Weise geschehen.The size of the protrusions and the deformation of the material in the radial direction can also be limited by keeping the circumferential ribs very close to the frontal ones Limiting rings of the webs are placed. This creates on one side in the direction towards the center of the cage there is a greater drop in cross-section, while towards the end-face limiting ring a small, as flat as possible cross-sectional drop can be implemented. The deformation the roof-shaped ribs, whose cross-section in the manner described for an education of: retaining projections on the outer periphery is designed particularly favorably, can also be known by punches acting in the radial direction or in other ways Way done.

Die Stufen oder Aussparungen ergeben auch, daß die Nadeln im eingelegten Zustand auf einem Teil ihres Mantels nach außen frei liegen, damit entsteht die Möglichkeit, diese Nadeln durch profilierte Greifer so zu umfassen, daß sie genau in achsparalleler Lage liegen, wenn die Bildung der Haltevorsprünge z. B. durch Verstemmen vorgenommen wird. Dabei werden die Nadeln. in radialer Richtung aus ihrem Teilkreisdurchmesser verschoben. Wenn in dieser Lage das Material gegen die Nadeln gepreßt wird, wird eine begrenzte Verformung erzielt, und es entsteht durch den nachträglichen Rücktritt der Nadeln in ihren wirklichen Teilkreis eine hinreichende radiale Freiheit der Nadeln, um die auftretenden Fehler beim Lauf des Käfigs auszugleichen und eine Berührung der Nadeln mit den Haltevorsprüngen zu vermeiden.The steps or recesses also result in the needles in the inserted State on a part of their coat are exposed to the outside, thus creating the Possibility of embracing these needles by profiled grippers so that they are accurate lie in an axially parallel position when the formation of the retaining projections z. B. by Caulking is made. This is where the needles. in the radial direction from their Pitch diameter shifted. When in this position the material against the needles is pressed, a limited deformation is achieved and it is created by the subsequent withdrawal of the needles in their real pitch circle is sufficient radial freedom of the needles to compensate for errors that occur when the cage is running and to avoid contact of the needles with the holding projections.

Die Verformungen ergeben ebenfalls den Vorteil, daß die Haltevorsprünge an der äußersten Peripherie des Zylinders, also ganz außen an den Fensterkanten entstehen und nicht wie beim Einrollen mit Profilrollen um die Rillentiefe nach dem Teilkreisdurchmesser der Nadeln. verschoben werden.The deformations also have the advantage that the retaining projections on the outermost periphery of the cylinder, i.e. on the very outside of the window edges arise and not after the groove depth as when rolling in with profile rollers the pitch circle diameter of the needles. be moved.

Die Ausnehmungen am Käfigumfang ergeben weiterhin eine Gewichtsersparnis, die sich bei dem geringen Gewicht der Nadeln günstig auswirkt.The recesses on the circumference of the cage also result in a weight saving, which has a beneficial effect on the low weight of the needles.

Beim Stanzen entsteht der Vorteil, daß durch die geringere Wandstärke die Fenster enger aneinanderliegen können und der Käfig somit mehr Nadeln enthält.The advantage of punching is that the smaller wall thickness the windows can be closer together and the cage thus contains more needles.

Diese Ausnehmungen dienen weiterhin zur Einlagerung von Fett, welches besonders bei niedrigen Drehzahlen .die Nachschmierfristen erhöht. Einzelheiten der Erfindung werden beispielsweise in den Zeichnungen näher erläutert.These recesses also serve to store fat, which especially at low speeds. the relubrication intervals are increased. details of the invention are explained in more detail, for example in the drawings.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Fensterkäfig für Nadellager mit ringförmig ausgedrehten Nuten und dachförmig ausgebildeten Vorsprüngen; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den gleichen Käfig an der Stelle A-B der Fig. 1; Fig.3 zeigt einen Fensterkäfig mit einer Nut in der Mitte des Käfigs, Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 an der Stelle C-D Fig. 5 zeigt eine perspektivische Zeichnung eines ' Käfigs ähnlich Fig. 1, Fig.6 die Verformung der dachförmigen Vorsprünge als Längsschnitt ähnlich Fig. 1, Fig.7 einen Schnitt durch Fig.6 an der Stelle E-F und Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Käfigsteg mit in ihrem mittleren Teil unterbrochenen Rippen.1 shows a longitudinal section through a window cage for needle roller bearings with annularly turned grooves and roof-shaped projections; FIG. 2 shows a section through the same cage at point AB in FIG. 1; FIG. 3 shows a window cage with a groove in the middle of the cage, FIG. 4 shows a section through FIG. 3 at location CD, FIG. 5 shows a perspective drawing of a cage similar to FIG Projections as a longitudinal section similar to FIG. 1, FIG. 7 a section through FIG. 6 at the point EF and FIG. 8 a plan view of a cage web with ribs interrupted in their central part.

Der in Fig. 1 dargestellte Käfig zeigt im Längsschnitt das Profil der Stege 1, die an ihren Enden durch die Stirnringe 2 verbunden sind. Bei der Herstellung dieses Käfigs wird z. B. so vorgegangen, daß aus einem zylindrischen Rohr das Profil mit den Nuten 3 und 4 ausgedreht wird und die Vorsprünge 5 als Ringe mit dachförmigem Profil stehenbleiben. Die Fenster für die Nadeln werden ausgestanzt und geräumt, und im Innern des Zylinders werden aus den Stegen heraus durch Stemmen Haltenasen gebildet, oder es werden in beliebiger Weise Vorsprünge angeformt, die entweder an den Stegen oder an den Stirnflächen der Fensterwände liegen können. Auf dem Wege der Spritz-und Preßtechnik kann der Käfig mit seinem äußeren Profil und mit den Haltevorsprüngen nach innen in den Fensterraum in der geschilderten Form fertig hergestellt werden. In einem solchen Käfig werden die äußeren Haltevorsprünge dann durch Überrollen der Stege derart gebildet, daß die dachförmigen Vorsprünge sich insbesondere in den Raum der Fenster hinein verformen.The cage shown in Fig. 1 shows the profile in longitudinal section of the webs 1, which are connected at their ends by the end rings 2. In the preparation of this cage is z. B. proceeded so that the profile from a cylindrical tube is turned with the grooves 3 and 4 and the projections 5 as rings with roof-shaped Profile stop. The windows for the needles are punched out and cleared, and inside the cylinder, retaining lugs are pried out of the webs formed, or projections are formed in any way that either can lie on the webs or on the end faces of the window walls. On the way the spraying and pressing technology, the cage with its outer profile and with the Retaining projections inwards in the window space in the form described getting produced. In such a cage, the outer retaining projections are then formed by rolling over the webs such that the roof-shaped projections especially deform into the space of the window.

Eine Ausbildungsform solcher Vorsprünge nach der Verformung zeigt Fig.2, in welcher nach innen durch kerbartige Verstemmungen 6 Vorsprünge 7 gebildet sind und außen die radial gerichteten Rippen 8 an ihren Einmündungen in die Fenster zu Vorsprüngen 9 geformt sind.One embodiment of such projections after the deformation shows 2, in which 6 protrusions 7 are formed inwardly by notch-like caulking are and outside the radially directed ribs 8 at their junctions in the window are shaped into projections 9.

Die Fig.3 zeigt als Beispiel, daß die gewünschte Lage der Vorsprünge in größtmöglicher Entfernung von dem Teilkreis oder der Berührungslinie der Nadeln auch dadurch erreicht werden kann, daß die Nut 10 in der Mitte und die Rippen 11 an den Seiten in der Nähe der Führungsborde der Käfige liegen und die Haltevorsprünge 12, wie Fig. 4 zeigt, durch Kerben 13 erzeugt werden.3 shows as an example that the desired position of the projections at the greatest possible distance from the pitch circle or the line of contact of the needles can also be achieved in that the groove 10 in the middle and the ribs 11 lie on the sides near the guide rims of the cages and the retaining projections 12, as FIG. 4 shows, can be produced by notches 13.

Die Lage der Nadeln 14 in dem Käfig zeigt in perspektivischer Form Fig. 5, die besonders günstige Verformung der dachförmigen Vorsprünge zeigen.The position of the needles 14 in the cage is shown in perspective form Fig. 5, showing the particularly favorable deformation of the roof-shaped projections.

In den Fig. 6 und 7 stellt das gestrichelte Profil 15 die Ausgangsform und das ausgezogene Profil 16 die Form nach der Verformung dar. Beide Darstellungen veranschaulichen, daß die Deformierung gelenkt und so die Berührungslinie der Stegfläche mit der Nadel nicht deformiert wird.In FIGS. 6 and 7, the dashed profile 15 represents the initial shape and the extended profile 16 shows the shape after deformation. Both representations illustrate that the deformation is deflected and so the line of contact of the web surface is not deformed with the needle.

Weitere Vorteile beim Verformen und Anformen der Haltevorsprünge ergeben sich, wenn die in der Umfangsrichtung verlaufenden Rippen 17 unterbrochen werden. Derartige Unterbrechungen 18 werden vorzugsweise dann angebracht, wenn der Käfig nach dem Gieß- oder Spritzgießverfahren hergestellt wird. In einfacher Weise kann dies z. B. mittels Formstempel geschehen, die an den. Unterbrechungen oder Aussparungen 17 entsprechend ausgebildete Vorsprünge aufweisen.Further advantages arise when deforming and forming the retaining projections when the ribs 17 extending in the circumferential direction are interrupted. Such interruptions 18 are preferably attached when the cage is manufactured by casting or injection molding. In a simple way you can this z. B. done by means of the stamp, which is attached to the. Interruptions or recesses 17 have correspondingly formed projections.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cage for needle roller bearings in which the needles are individually guided and held in cage windows on the webs, characterized in that the needles are held outwards by deforming ribs running in the circumferential direction on the webs.

2. cage for needle roller bearings according to claim 1, characterized characterized in that the deformation of the ribs. takes place by rolling over.

3. Cage for needle roller bearings according to claim 1, characterized in that the ribs are close are arranged at the web ends and merge into the cage end rings.

4. cage according to claim 1 to 3, characterized in that the ribs in their middle Part on the cage bars are interrupted. Considered publications: German Patent Nos. 424 712, 502 607; British Patent No. 296 217.