DE10030268A1 - Lagerkäfig - Google Patents
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Abstract
Ein Käfig (1) für ein Zylinderrollenlager weist Seitenringe (2, 3) auf, die durch Stege (4) miteinander verbunden sind, die innerhalb des Teilkreises liegen. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die gegenüberliegenden Stirnflächen der Seitenringe (2, 3) mit gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, die Wälzkörper (6) trennenden Stegstummeln (5) versehen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Radiatwälzlager, bei dem zylindrische
Wälzkörper gegen Herausfallen radial nach innen durch Stege gesichert sind,
die zwei Seitenringen miteinander verbinden und die in einem Hohlraum
innerhalb des Teilkreises angeordnet sind, der einerseits durch einander
benachbarte Wälzkörper und andererseits durch eine Innenlaufbahn der
Wälzkörper begrenzt ist.
Die Tragzahl von Wälzlagern hängt unter anderem wesentlich von der Anzahl
der Wälzkörper ab. Vollrollige Wälzlager beinhalten die größtmögliche Anzahl
von Wälzkörpern und bieten somit ein theoretisches Tragzahloptimum. Durch
die Möglichkeit eines zylindrischen Wälzkörpersatzes sich zu verschränken,
ergeben sich jedoch deutliche Einbußen. Ein weiterer Nachteil vollrolliger
Wälzlager ist die Reibung der einander tangierenden Wälzkörper an ihren
Kontaktstellen, an denen sich ihre Mantelflächen im entgegengesetzten
Drehsinn reiben. Darüberhinaus ergeben sich häufig Schwierigkeiten bei der
Montage vollrolliger Wälzlager.
Um diese Nachteile zu eliminieren, ist es üblich, auf eine maximale Anzahl von
Wälzkörpern zu verzichten und somit den gegenüber einer vollrolligen
Ausführung gewonnenen Raum für einen Käfig auszunutzen, der das
Schränken bei zylindrischen Wälzkörpern und das gegenseitige Reiben der
Wälzkörper aneinander verhindert und der außerdem die Wälzkörper
montagefreundlich zusammenhält. Diese Käfige haben jedoch oftmals den
Nachteil, dass die verwendete Bandstärke die Anzahl der Wälzkörper
bestimmt, d. h. insbesondere bei geringen Lagerdurchmessern muss aufgrund
einer Bandmindeststärke auf zu viele Wälzkörper verzichtet werden. Außerdem
ist in vielen Fällen eine ungünstige Krafteinleitung in den Lagerkäfig
vorhanden.
Der der Erfindung am nächsten liegende Käfig ist aus der DE-OS 28 31 183
vorbekannt. Diese Käfig besteht aus zwei Seitenringen, die durch Stege
miteinander verbunden sind. Diese Stege sind radial innenliegend angeordnet,
d. h. sie befinden sich in einem Hohlraum innerhalb des Teilkreises der
einerseits durch die einander benachbarten Wälzkörper und der andererseits
durch die Innenlaufbahn der Wälzkörper begrenzt ist. Bei dieser
Käfigausführung ist von Nachteil, dass er keine Außenhalterung für die
Wälzkörper hat und somit die Montage des Lagers erschwert. Ein weiterer
Nachteil liegt darin, dass die zylindrischen Wälzkörper nicht voneinander
getrennt sind, d. h. sie berühren sich im entgegengesetzten Drehsinn an ihren
Mantelflächen und erhöhen somit die Reibung des Lagers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen
Lagerkäfig so weiterzuentwickeln, dass die vorstehend aufgeführten Nachteile
beseitigt sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach den kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die einander gegenüberliegenden
Stirnflächen der Seitenringe gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander
beabstandete, die Wälzkörper trennende Stegstummel aufweisen, die eine
solche axiale Ausdehnung besitzen, dass ein Schrägstellen oder ein
Schräglauf der Wälzkörper verhindert ist, wobei die Stegstummel in radialer
Richtung nach außen über den Stegen angeordnet sind und in
Umfangsrichtung einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass ein
Herausfallen der Wälzkörper radial nach außen verhindert ist.
Durch den erfindungsgemäßen Käfig wird ein nahezu vollrolliges Wälzlager
geschaffen, das die bekannten Vorteile eines vollrolligen Lagers mit den
bekannten Vorteilen eines Käfiglagers in sich vereint. Dieses nahezu vollrollige
Lager erlaubt hohe Tragzahlen, lässt sich einfach montieren, da die
Wälzkörper nach innen durch die Stege und nach außen durch die
Stegstummel gehalten sind. Das Käfiggewicht ist gering, wobei die Wälzkörper
wenig Kraft in den Käfig einleiten und die Krafteinleitung vorteilhafterweise in
Umfangsrichtung des Käfigs erfolgt. Die Stegstummel verhindern, dass sich die
Wälzkörper in Umfangsrichtung berühren und sorgen so für einen
reibungsarmen Lauf des Lagers. Durch deren umfangsmäßige Ausdehnung
lässt sich außerdem auf die Anzahl der Wälzkörper Einfluss nehmen.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6
beschrieben.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der Hohlraum durch die Stege
weitgehend ausgefüllt ist. Dieses Merkmal ist besonders bei geringen
vorhandenen Platzverhältnissen von wesentlicher Bedeutung, da auf diese
Weise dem Käfig eine ausreichende Stabilität gegeben ist. Die Stege erhalten
somit eine ausreichende Festigkeit. Nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung gemäß Anspruch 3 sollen die Stegstummel mit gekrümmten
Führungsflächen für die Wälzkörper versehen sein. Wie Anspruch 4 zeigt,
kann der Käfig aus einem Eisenwerkstoff, einem Nichteisenmetall oder auch
aus einem Kunststoff hergestellt sein. Falls der Käfig nach Anspruch 5 aus
einem Blech hergestellt ist, hat es sich in fertigungstechnischer Hinsicht als
vorteilhaft erwiesen, wenn die Stegstummel durchgestellt sind, d. h. durch einen
Materialversatz der Seitenringe in axialer Richtung gebildet sind. Schließlich
geht aus Anspruch 6 hervor, dass der Käfig durch die Innenlaufbahn, die
Außenlaufbahn oder durch die Wälzkörper geführt ist. Die Führungsart des
Käfigs wird durch die geometrische Ausbildung der Stegstummel bestimmt, d. h.
diese müssen so ausgebildet sein, dass bei einer Führung durch die
Außenlaufbahn oder die Innenlaufbahn die zylindrischen Wälzkörper
entsprechend radial beweglich sind. Wird der Käfig hingegen durch die
Wälzkörper geführt, so entfällt deren weitere radiale Beweglichkeit.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Käfig,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Käfig entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z aus Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Käfigs und
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Käfigs
mit Wälzkörpern.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen den aus mehreren Elementen bestehenden
erfindungsgemäßen Lagerkäfig 1. Dieser setzt sich aus den beiden
Seitenringen 2 und 3 zusammen, die durch gleichmäßig in Umfangsrichtung
voneinander beabstandete Stege 4 miteinander verbunden sind. Der Abstand
der einzelnen Stege 4 ist dabei so gewählt, dass die Zylinderrollen 6 radial
nicht nach innen durchfallen können, d. h. ihr Durchmesser ist größer als der
Abstand von Steg 4 zu Steg 4. Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, sind die
Stege 4 an den Seitenringen 2 und 3 so angebunden, dass sie aus diesen
zunächst in radialer Richtung austreten, bevor sie in axialer Richtung
verlaufen. Bei Rotation der Lageranordnung fällt den Stegen 4 keine weitere
Aufgabe zu, d. h. sie dienen lediglich als Transportsicherung. Insbesondere die
Fig. 3 lässt erkennen, dass über die querschnittsmäßige Ausdehnung der
Stege 4 auf die Stabilität des Käfigs 1 Einfluss genommen werden kann. Nimmt
deren Umfangsausdehnung zu, so wird dessen Stabilität erhöht.
Wie die Figuren weiter zeigen, sind in radialer Richtung nach außen über den
Stegen 4 die Stegstummel 5 angeordnet, wobei deren Form beliebig sein kann.
In Fig. 4 weisen sie eine kreisrunde Form auf, während sie in den Fig. 1
und 5 in grober Näherung dreieckförmig ausgestaltet sind, d. h. sie besitzen
eine den Zylinderrollen 6 angepasste Führungsfläche 7. Diese
Führungsfläche 7 sorgt dafür, dass Zylinderrollen 6 radial nach außen gehalten
sind. Die axiale Ausdehnung der Stegstummel 5 ist dabei so zu wählen, dass
die Zylinderrollen 6 sich nicht schrägstellen können, d. h. sie müssen in einem
sicheren Bereich von den Stegstummeln 5 umfasst werden. Der Lagerkäfig 1
wird mit den Zylinderrollen 6 von außen befüllt, d. h. diese werden eingestoßen,
wobei die Stegstummel 5 in Umfangsrichtung auffedern und dann wieder ihre
alte Ausgangslage einnehmen. Über die räumliche Ausdehnung der
Stegstummel 5 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung kann
auf die Führung des Käfigs 1 Einfluss genommen werden. Werden diese in
ihrer räumlichen Ausdehnung eng begrenzt, so ergibt sich eine erweiterte
Bewegungsmöglichkeit der Zylinderrollen 6 in radialer und in Umfangsrichtung.
Der Käfig 1 wird in diesen Fällen dann entweder durch die Außenlaufbahn oder
durch die Innenlaufbahn geführt. Bei Führung des Käfigs 1 durch die
Zylinderrollen 6 ist deren radiale Beweglichkeit eingeschränkt.
Der Käfig 1 kann aus einem Kunststoff durch Spritzgießen oder aus einem
Metallband gefertigt sein, wobei es sich im letzten Fall als günstig erweist,
wenn die Stegstummel 5 durchgestellt sind. Dies bedeutet, sie sind aus den
Seitenringen 2 und 3 durch axialen Versatz eines Teiles von Material durch
einen Prägevorgang hergestellt, wobei auf der nach außen gewandten
Stirnseite der Seitenringe 2 und 3 ein Leerraum 8 gebildet ist, wie die Fig. 4
und 5 zeigen.
Durch die Erfindung ist ein Zylinderrollenlager geschaffen, dass ohne die
Nachteile von vollrolligen Wälzlagern und ohne die Nachteile von Käfiglagern
im herkömmlichen Sinne behaftet ist. Dies bedeutet, die Zylinderrollen 6 sind
zwar getrennt voneinander, aber nur minimal, so dass ein gegenseitiges
Reiben benachbarter Zylinderrollen 6 entfällt und somit auch eine verbesserte
Schmierung in Bezug auf vollrollige Lager gewährleistet ist. Das
erfindungsgemäße Lager eignet sich insbesondere für Anwendungen mit
höheren Geschwindigkeiten.
1
Käfig
2
Seitenring
3
Seitenring
4
Steg
5
Stegstummel
6
Zylinderrolle
7
Führungsfläche
8
Leerraum
Claims (6)
1. Käfig (1) für ein Radialwälzlager, bei dem zylindrische Wälzkörper (6) gegen
ein Herausfallen radial nach innen durch Stege (4) gesichert sind, die zwei
Seitenringe (2, 3) miteinander verbinden und die in einem Hohlraum radial
innerhalb des Teilkreises angeordnet sind, der einerseits durch einander
benachbarte Wälzkörper (6) und andererseits durch eine Innenlaufbahn der
Wälzkörper (6) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einander
gegenüberliegenden Stirnflächen der Seitenringe (2, 3) gleichmäßig in
Umfangsrichtung voneinander beabstandete, die Wälzkörper (6) trennende
Stegstummel (5) aufweisen, die eine solche axiale Ausdehnung besitzen, dass
ein Schrägstellen oder ein Schräglauf der Wälzkörper (6) verhindert ist, wobei
die Stegstummel (5) in radialer Richtung nach außen über den Stegen (4)
angeordnet sind und in Umfangsrichtung einen solchen Abstand zueinander
aufweisen, dass ein Herausfallen der Wälzkörper (6) radial nach außen
verhindert ist.
2. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum
durch die Stege (4) weitgehend ausgefüllt ist.
3. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stegstummel (5) mit gekrümmten Führungsflächen (7) für die Wälzkörper (6)
versehen sind.
4. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem
einem Eisenwerkstoff, einem Nichteisenmetall oder aus einem Kunststoff
hergestellt ist.
5. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem
Blech hergestellt ist und die Stegstummel (5) durchgestellt sind.
6. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch die
Innenlaufbahn, die Außenlaufbahn oder durch die Wälzkörper (6) geführt ist.
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