DE10030268A1

DE10030268A1 - Lagerkäfig

Info

Publication number: DE10030268A1
Application number: DE2000130268
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fugel
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-03

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

Anwendungsgebiet der Erfindung

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.

Hintergrund der Erfindung

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.

Zusammenfassung der Erfindung

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.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

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.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

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.

Bezugszahlenliste

1

Käfig

2

Seitenring

3

Seitenring

4

Steg

5

Stegstummel

6

Zylinderrolle

7

Führungsfläche

8

Leerraum

Claims

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.