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Käfig aus Kunststoff od. dgl. für Axiallager
Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfig aus Kunststoff od. dgl. für Axiallager mit der Wälzkörperform entsprechenden Taschen. Es ist bereits ein Kunststoffkäfig für Axialkugellager bekannt, der aus einem einteiligen Ring besteht, in dem jeweils eine Kugelzone bildende Aussparungen als Kugeltaschen vorgesehen sind. Die Kugeln werden dabei unter elastischer Deformation des im Spritzgussverfahren ohne Nachbearbeitung hergestellten Käfigs in die Taschen eingedrückt. Eine derartige Montage setzt einerseits ein besonderes elastisches Käfigmaterial und anderseits ein vergrössertes Spiel der Kugeln in den Taschen voraus, wobei überdies der Käfig verhältnismässig dünn sein muss, da ein stärkerer Einzug der Taschenränder beim Eindrücken der Kugeln nicht mehr überwunden werden könnte.
Kunststoffe grosser Elastizität sind erfahrungsgemäss bei höheren Temperaturen und Belastungen zu wenig formbeständig. Die vergrösserte Taschenluft ist wegen schlechter Führung des Käfigs auf den Kugeln nachteilig, und es liegen die Taschenränder an den Kugeln an, was zu erhöhtem Verschleiss der Taschenränder mit der Gefahr des Herausfallens der Kugeln aus den Taschen führt. Ausserdem treten häufig Verbrennungen im Bereich der Taschenränder auf, und es ist auch ein Käfig geringer Stärke zu wenig verwindungssteif.
Es sind schon Käfige aus Metall bekannt, die aus zwei flächig aneinander liegenden Scheiben bestehen, die mit je eine Taschenhälfte bildenden Aussparungen versehen sind. Bei einem bekannten Käfig, der für Radialkugellager bestimmt ist, weist die eine Scheibe eine von Kugeltasche zu Kugeltasche führende Ringnut mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt auf, und die andere Scheibe besitzt der Ringnut entsprechende, in zwei Kanten auslaufende Stege, die etwas höher als die Nuttiefe sind. Beim Zusammenpressen der beiden Scheiben werden die Stegkanten auseinandergedrückt und füllen die Nut mehr oder weniger aus. Die beiden Scheiben sind also nach dem Zusammendrücken unlösbar verbunden, wobei aber die Gefahr von Relativbewegungen der beiden Scheiben auftritt, weil die gestauchten Stege den Nutquerschnitt nicht vollständig ausfüllen.
Es ist auch nahezu ausgeschlossen, die beiden Scheiben so fest zusammenzudrücken, dass sie kein axiales Bewegungsspiel aufweisen. Die Folge der zu wenig festen Verbindung der beiden Scheiben ist eine ungenügende Kugelführung. Bei einer andern bekannten Käfigausbildung liegen die aus Blech gefertigten Scheiben bzw. Ringe ausserhalb der Wälzkörper mit flansch- artigen Stirnflächen satt aneinander, wobei innerhalb der Wälzkörper ineinandergreifende Abbiegungen vorgesehen sind und der Zusammenhalt durch eine geringfügige Umbördelung der einen Abbiegung erreicht wird. Soll die Verbindung der beiden Blechteile durch blosses Zusammendrücken möglich sein, ergibt sich ein nur ungenügender, jedenfalls aber unsicherer Zusammenhalt der Käfighälften.
Eine sichere Verbindung kann nur durch stärkeres Umbördeln des einen Randes erzielt werden, was dann aber einen zusätzlichen Arbeitsvorgang nach dem Zusammendrücken der Scheiben bzw. Ringe erforderlich macht und zu einer praktisch unlösbaren Verbindung führt.
Schliesslich ist ein aus elastischem Material, wie z. B. Plastik-Kunststoff, Metall bzw. natürlichem oder synthetischem Fasermaterial, bestehender Käfig für Radialwälzlager bekannt, der aus zwei Hälften besteht, die mit je eine Taschenhälfte bildenden Aussparungen versehen und die durch achsparallele, in Löcher eingreifende, elastische Zapfen lösbar miteinander verbunden sind.
Diese bekannte Käfigform ist jedoch für Axiallager weniger geeignet, weil bei einem Kunststoffkäfig für Axiallager mit einer wesentlichen Dehnung im Bereich der Zapfenlöcher nicht gerechnet werden kann und die ungeschlitzten Zapfen nur geringfügig zusammendrückbar sind.
Durch die Erfindung werden sowohl die Nachteile der bisherigen Kunststoffkäfige als auch die Mängel
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der bekannten zweiteiligen Käfige beseitigt. Der erfindungsgemässe, aus zwei durch Zapfen und durchgehende Löcher schnappverschlussartig miteinander verbundenen Teilen bestehende Kunststoffkäfig zeich- net sich im wesentlichen dadurch aus, dass die Zapfen einen konisch verbreiterten, stirnseitig geschlitzten Kopf aufweisen und sich die durchgehenden Löcher gegen die Berührungsfläche der Scheiben zu konisch erweitern. Beim Zusammenschliessen der beiden Scheiben werden zufolge derKonizität der Löcher zunächst die Zapfenköpfe unter Schlitzverengung so weit zusammengedrückt, dass sie durch die Engstel- len der Löcher durchtreten können.
Anschliessend federn die durch die Schlitze gebildeten Kopflappen der Zapfen wieder auseinander, wobei die Zapfen durch die Löcher nachgezogen werden, so dass sich beide Scheiben mit Spannung aneinanderlegen. Um den Effekt des selbsttätigen Zusammenziehens der beiden Scheiben zufolge der Spreizwirkung der Zapfenköpfe zu verstärken und zu verhindern, dass die Zapfenköpfe stirnseitig aus den Scheiben vorragen, sind die Löcher doppelkonisch ausgebildet, und es ist die Zapfenlänge etwa der Scheibenstärke gleich.
Besonders vorteilhaft ist es schliesslich, wenn die die Taschenhälften bildenden Scheibenaussparungen im Querschnitt Trapezform aufweisen, wobei die nicht parallelen Trapezseiten den Wälzkorperquerschnitt tangieren. Durch diese Taschenausbildung, die durch die Zweiteiligkeit des Käfigs ermöglicht wird, ergibt sich eine exakte Führung des Käfigs auf den Wälzkörpern, wobei die Taschenränder die Wälzkörper nicht berühren, so dass die Taschenluft unverändert erhalten bleibt, die Taschenränder keinem Verschleiss ausgesetzt sind und dort auch keine Verbrennungen oder sonstigen Materialbeschädigungen auftreten können.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 einen Teil eines Käfigs für ein Axialkugellager im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 den Käfig in Draufsicht, Fig. 3 die Verbindung der beiden Käfighälften gemäss Fig. 1 in grösserem Massstab und Fig. 4 die Verbindungsstelle in Draufsicht im Augenblick des Durchgangs des zusammengedrückten Zapfenkopfes durch die Lochengstelle.
Der erfindungsgemässe Käfig besteht aus zwei ringförmigen, aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellten Scheiben 1,2, die je eine Taschenhälfte bildende Aussparungen 3 aufweisen und flächig aneinanderliegend schnappverschlussartig miteinander verbunden werden können. Jede Scheibe 1, 2 ist mit
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fen 4 besitzen einen konisch verbreiterten Kopf 6 mit einem stirnseitigen Schlitz 7, wogegen die Löcher 5 eine doppelkonische Form mit mittiger Engstelle aufweisen. Beim Zusammendrücken der beiden Scheiben 1, 2 wird jeder Zapfenkopf 6 zufolge der Konizität des zugehörigen Loches 5 unter Verengung des Schlitzes 7 so weit zusammengedrückt, dass er durch die Lochengstelle durchtreten kann, wie dies in Fig. 4 in Draufsicht dargestellt ist.
Ist die Engstelle überwunden, spreizt sich der Zapfenkopf auseinander, wobei der Zapfen möglichst weit durch die Lochverengung gezogen wird und sich damit ein selbsttätiges Zusammenpressen der beiden Scheiben 1, 2 ergibt.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die die Taschenhälften bildenden Scheibenaussparungen 3 im Querschnitt eine Trapezform aufweisen und dass die nicht parallelen Trapezseiten die eingelegten Kugeln 8 tangieren. Die Ränder der Aussparungen bzw. Taschen haben also keine Berührung mit den Kugeln.
Es ist selbstverständlich, dass sich der erfindungsgemässe Käfig nicht nur für Axialkugellager, sondern auch für Axialrollen- oder Axialkegelrollenlager eignet. Es wäre sogar möglich, Käfige für Radiallager in gleicher Weise auszubilden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Käfig aus Kunststoff od. dgl. für Axiallager, mit der Wälzkörperform entsprechenden Taschen, der aus zwei flächig aneinanderliegenden Scheiben besteht, die mit je eine Taschenhälfte bildenden Aussparungen versehen sind, wobei zwecks lösbarer Verbindung dieser Scheiben miteinander achsparallele, elastisch deformierbare Zapfen einer Scheibe in durchgehende Löcher der andern Scheibe eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (4) einen konisch verbreiterten stirnseitig geschlitzten Kopf (6) aufweisen und die durchgehenden Löcher (5) gegen die Berührungsfläche der Scheiben zu sich konisch erweitern.