DE102004003106B4

DE102004003106B4 - Käfig für Walzkörperlager

Info

Publication number: DE102004003106B4
Application number: DE102004003106A
Authority: DE
Inventors: Angelo Vignotto; Daniele Forestiero
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: ITTO20030056A1; DE102004003106A1

Abstract

Käfig (1) für innen mit Schmiermittel versehene Wälzkörperlager (2), wobei der Käfig (1) für jeden Wälzkörper (9) eine entsprechende, an einer Seite offene und an der entgegengesetzten Seite durch eine sämtlichen Aufnahmen (13) gemeinsame Ringwand (12) geschlossene Aufnahme (13) und einen geformten Trennarm (14)), ausgebildet mit je zwei Abschnitten, von denen der eine radial außen, der andere radial innen angeordnet ist, aufweist, der sich ausgehend von der Ringwand (12) axial erstreckt, um zusammen mit dem benachbarten Trennarm (14) die entsprechende Aufnahme (13) seitlich abzugrenzen und am Umfang durch eine formgerechte Mantelfläche (15) nach außen abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die formgerechte Mantelfläche (15) im wesentlichen an der Innenrollbahn (5) des Außenrings (3) des Lagers (2) anliegt und der Käfig (1) den Trennarmen zugeordnete Mittel (24, 25) zur Verteilung des Schmiermittels innerhalb des Lagers (2) sowohl während des Zusammenbaues als auch während des Betriebes des Lagers (2) umfasst, die wenigstens aus...

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für Wälzkörperlager.
Der erfindungsgemäße Käfig kommt auf dem Gebiet der Wälzkörperlager im allgemeinen und insbesondere der zweiseitig wirkenden Axiallager vorteilhaft zur Anwendung, auf die sich die nachstehende Beschreibung ausdrücklich bezieht, ohne deshalb an Allgemeingültigkeit zu verlieren.
Zweiseitig wirkende Axiallager bestehen aus:

– einem Außenring mit einer zylinderförmigen Innenfläche und zwei an entgegengesetzten Seiten der zylinderförmigen Fläche angeordneten Innenrollbahnen;
– einem Innenring mit einem Innenring mit zwei Außenrollbahnen, der mit dem Außenring zwei ringförmige Außenfenster bildet;
– zwei Reihen von Wälzkörpern, die zwischen den beiden Ringen in den Rollbahnen und zwischen den beiden Fenstern so angeordnet sind, dass sich dazwischen eine Ringkammer bildet,
– zwei die beiden Außenfenster abschließenden Dichscheiben, die sowohl das Eindringen von Schmutz als auch das Austreten von innerhalb des Lagers befindlichen Schmiermittel verhindern.

Die Käfige für Lager der oben beschriebenen Art haben eine Mantelfläche deren Form der Innenform des Außenringes bzw. der Form der zylinderförmigen Innenfläche und der beiden Innenrollbahnen entspricht und sind innerhalb der Ringkammer angeordnet, damit die Wälzkörper in den Rollbahnen in die richtige Lage gebracht werden können. Diese Käfige haben eine durch einen Innenabschnitt der formgerechten Mantelfläche am Umfang abgegrenzte Ringwand und, für jeden Wälzkörper, eine entsprechende, an einer Seite offene und an der anderen Seite durch die Ringwand geschlossene Aufnahme sowie zwei geformte Trennarme, die sich ausgehend von der Ringwand axial an den Seiten des entsprechenden Wälzkörpers erstrecken, die Aufnahme seitlich abgrenzen und am Umfang durch einen Außenabschnitt der formgerechten Mantelfläche abgegrenzt sind, um den Innenrollbahnen zu folgen.
Die Käfige der oben beschriebenen Art, wie sie beispielsweise auch in der EP 0592839 A1 beschrieben sind, weisen vor allem beim Zusammenbau der entsprechenden Lager Nachteile auf, weil das zügige Einschlagen der Dichtscheiben einen plötzlichen Druckaufbau innerhalb der Lager hervorruft, der sogar zu einem Austritt von Schmiermittel führen kann.
In Anbetracht der Tatsache, dass die Schmiermittelmenge sowie die richtige Verteilung innerhalb des Lagers so abgestimmt sind, dass eine für die ganze vorgesehene Lebensdauer der Lager notwendige und ausreichende Schmierung gesichert ist, kann der oben beschriebene Nachteil offensichtlich große Schäden verursachen.

Weitere Käfige für Lager sind in der US 2003 0012471 A1 , der DE 3821613 C2 , der US 2380327 , der DE 19521855 A1 , der DE 2406312 A1 , der EP 1069328 A1 , der JP 08014258 A , der US 4938613 , der DE 9306319 U1 und der JP 61215811 A beschrieben. Infolge ihrer Ausbildung als Kammkäfige und der damit verbundenen anderen Käfiggeometrie sind bei den vorgenannten Käfigen entweder keine Mittel zur Verteilung des Schmiermittels sowohl während des Zusammenbaus als auch während des Betriebes des Lagers notwendig oder in gänzlich. anderer Art und Weise als mit der vorliegenden Erfindung realisiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für Lager zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile einfach und kostengünstig beseitigt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Käfig für innen mit Schmiermittel versehene Wälzkörperlager geschaffen wird, der für jeden Wälzkörper eine entsprechende, an einer Seite offene und an der entgegengesetzten Seite durch eine sämtlichen Aufnahmen gemeinsame Ringwand geschlossene Aufnahme und einen geformten Trennarm, ausgebildet mit je zwei Abschnitten, von denen der eine radial außen, der andere radial innen angeordnet ist, aufweist, der sich ausgehend von der Ringwand axial erstreckt, um zusammen mit dem benachbarten Trennarm die entsprechende Aufnahme seitlich abzugrenzen und am Umfang durch eine formgerechte Mantelfläche nach außen abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die formgerechte Mantelfläche im wesentlichen an der Innenrollbahn des Außenrings des Lagers anliegt und der Käfig den Trennarmen zugeordnete Mittel zur Verteilung des Schmiermittels innerhalb des Lagers sowohl während des Zusammenbaues als auch während des Betriebes des Lagers umfasst, die wenigstens aus einem in jedem der beiden Abschnitte des Trennarms ausgebildeten Ablauf bestehen, um zwei axial einander gegenüberliegende Seiten des Käfigs miteinander zu verbinden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, die ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel darstellen.
Es zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigs für Wälzkörperlager,
2 den in einem Wälzkörperlager angeordneten Käfig nach 1, in verkleinertem Maßstab;
3 ein Detail des Käfigs nach 1, in vergrößertem Maßstab, mit im Schnitt dargestellten Teilen, wobei einige Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden und
4 und 5 jeweils ein Details des Käfigs nach 1, in einer Ansicht quer zu einer Drehachse des Lagers und in seitlichem Aufriss sowie in vergrößertem Maßstab.
In den 1 und 2 ist ein Käfig für ein zweiseitig wirkendes Axiallager 2 insgesamt mit 1 bezeichnet.
Das Lager 2 weist eine Drehachse A auf und ist mit einem Außenring 3 versehen, der eine zylinderförmige Innenfläche 4 und zwei an entgegengesetzten Seiten der zylinderförmigen Fläche 4 angeordnete Innenrollbahnen 5 besitzt. Das Lager 2 weist außerdem einen Innenring 6 auf, der zwei Außenrollbahnen 7 hat und mit dem Außenring 3 zwei ringförmige Außenfenster 8 bildet. Das Lager 2 besitzt schließlich zwei Reihen von Kugeln 9, die zwischen den beiden Ringen 3 und 6 in den Rollbahnen 5 und 7 und zwischen den beiden Fenstern so angeordnet sind, dass sich dazwischen eine Ringkammer 10 bildet, sowie zwei die beiden Fenster 8 abschließende Dichtscheiben 11, die sowohl das Eindringen von Schmutz als auch das Austreten von innerhalb des Lagers 2 befindlichen Schmiermittel verhindern.
Bei dem in 2 dargestellten Beispiel, ist jede Reihe von Kugeln 9 durch einen entsprechenden Käfig 1 in ihre Betriebslage innerhalb der Rollbahnen 5 und 7 gehalten. Der Käfig weist eine in der. Kammer 10 angeordnete Ringwand 12 und mehrere Aufnahmen 13 für die Kugeln 9 auf, die um die Achse A gleichmäßig verteilt und mit der Ringwand 12 einteilig verbunden sind.
Wie aus 3 und 4 deutlicher zu verstehen ist, ist jede Aufnahme 13 an einer der Außenseite des Lagers 2 zugekehrten Seite axial offen und an einer entgegengesetzten Seite durch die Ringwand 12 geschlossen und besitzt einen geformten, mit einem radial innen und einem radial außen angeordneten Abschnitt ausgebildeten Trennarm 14, der sich ausgehend von der Ringwand 12 axial erstreckt, um die entsprechende Aufnahme 13 zusammen mit dem benachbarten Trennarm 14 seitlich abzugrenzen und ist am Umfang nach außen durch eine formgerechte Mantelfläche 15 und nach innen durch eine zylinderförmige Innenfläche 16 abgegrenzt.
Insbesondere liegt die formgerechte Mantelfläche 15 im wesentlichen an der entsprechenden Rollbahn 5 an und weist einen sich an einer Umfangsfläche 18 der Ringwand 12 anschließenden, gekrümmten Konkavabschnitt 17, einen zylinderförmigen Außenabschnitt 19, dessen Durchmesser größer als ein Durchmesser der Umfangsfläche 18 ist, sowie einen den gekrümmten Konkavabschnitt 17 mit dem entsprechenden zylinderförmigen Abschnitt 19 verbindenden, gekrümmten Konvexabschnitt 20 auf.
Außerdem ist jeder Trennarm 14 stirnseitig durch eine quer zur Achse A verlaufende Planfläche 21 abgegrenzt und seitlich durch zwei Kugelflächen 22 abgegrenzt, die an den Kugeln 9 innerhalb der beiden benachbarten Aufnahmen 13 anliegen und im wesentlichen nebeneinander und einander berührend angeordnet sind, damit zwischen zwei benachbarten Kugeln 9 der kleinstmögliche Abstand besteht.
Jeder Trennarm 14 weist zwei Seitenzähne 23 auf, die sich in Richtung der beiden benachbarten Aufnahmen 13 erstrecken, stirnseitig durch die Planfläche 21 und oben durch den zylinderförmigen Außenabschnitt 19 abgegrenzt sind.
Schließlich weist der Käfig 1 für jeden Trennarm 14 zwei durch entsprechende Axialnuten gebildete Abläufe 24 und 25 auf, die dazu bestimmt sind, zwei axial einander gegenüberliegende Seiten des Käfigs 1 miteinander zu verbinden, um das Schmiermittel im Lager 2 zu verteilen, und zwar sowohl während des Zusammenbaues als auch während des Betriebes des Lagers 2.
Die Abläufe 24 und 25 sind jeweils an der formgerechten Mantelfläche 15 und an der zylinderförmigen Innenfläche 16 ausgeformt. Insbesondere erstreckt sich der Ablauf 24 parallel zur Achse A über den zylinderförmigen Außenabschnitt 19 und den gekrümmten Konvexabschnitt 20. Die Abläufe 24 und 25 weisen jeweils einen konvexen und zylinderförmigen Boden 24f und 25f, wobei der Boden 24f, der eine größere Wölbung hat und tiefer als der Boden 25f ist, eine bevorzugte Strecke zur Verteilung des Schmiermittels im Lager 2 darstellt.
Beim Zusammenbau des Lagers 2 wird nämlich durch das zügige Einschlagen der Dichtscheiben 11 ein plötzlicher Druckaufbau innerhalb der Lagers 2 verursacht, wobei sich diese Druckänderung auf das Schmiermittel auswirkt, das sich jedoch bei Anwendung der oben beschriebenen Käfige 1 mit Hilfe der Abläufe 24 und 25 auch innerhalb der Kammer 10 ohne große Schwierigkeiten ausdehnen kann.
Während des Betriebes des Lagers 2 ermöglichen außerdem die Abläufe 24 und 25 eine bessere Verteilung des Schmiermittels innerhalb des Lagers 2 und insbesondere auch an den Rollbahnen 5 und 7, und zwar ganz zum Vorteil der Lebensdauer des Lagers 2. Bei besonderen Anwendungsfällen können die oben beschriebenen Verteilungsabläufe an den entsprechenden Flächen auch in zur Achse A geneigten Lagen ausgebildet und eventuell durch weitere, ähnliche Verteilungsabläufe unterstützt werden.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt ist, die lediglich als Beispiel für die Herstellung des Käfigs für Wälzkörperlager dient, und dass daher weitere Änderungen in Form und Anordnung der Teile sowie in konstruktions- und montagetechnischen Einzelheiten vorgesehen werden können.

Claims

Käfig (1) für innen mit Schmiermittel versehene Wälzkörperlager (2), wobei der Käfig (1) für jeden Wälzkörper (9) eine entsprechende, an einer Seite offene und an der entgegengesetzten Seite durch eine sämtlichen Aufnahmen (13) gemeinsame Ringwand (12) geschlossene Aufnahme (13) und einen geformten Trennarm (14)), ausgebildet mit je zwei Abschnitten, von denen der eine radial außen, der andere radial innen angeordnet ist, aufweist, der sich ausgehend von der Ringwand (12) axial erstreckt, um zusammen mit dem benachbarten Trennarm (14) die entsprechende Aufnahme (13) seitlich abzugrenzen und am Umfang durch eine formgerechte Mantelfläche (15) nach außen abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die formgerechte Mantelfläche (15) im wesentlichen an der Innenrollbahn (5) des Außenrings (3) des Lagers (2) anliegt und der Käfig (1) den Trennarmen zugeordnete Mittel (24, 25) zur Verteilung des Schmiermittels innerhalb des Lagers (2) sowohl während des Zusammenbaues als auch während des Betriebes des Lagers (2) umfasst, die wenigstens aus einem in jedem der beiden Abschnitte des Trennarms (14) ausgebildeten Ablauf (24 und 25) bestehen, um zwei axial einander gegenüberliegende Seiten des Käfigs (1) miteinander zu verbinden.
Käfig für Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (24) aus einer ersten, an der formgerechten Mantelfläche (15) ausgebildeten Nut (24) besteht.
Käfig für Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die formgerechte Mantelfläche (15) einen gekrümmten Konkavabschnitt (17), der sich an einer Umfangsfläche (18) der Ringwand (12) anschließt, einen zylinderförmigen Außenabschnitt (19), dessen Durchmesser größer als ein Durchmesser der Umfangsfläche (18) ist, und einen den gekrümmten Konkavabschnitt (17) mit dem entsprechenden zylinderförmigen Abschnitt (19) verbindenden, gekrümmten Konvexabschnitt (20) aufweist, wobei sich die erste Nut (24) über den zylinderförmigen Außenabschnitt (19) und den gekrümmten Konvexabschnitt (20) erstreckt.
Käfig für Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Trennarm (14) an seinem Umfang durch eine zylinderförmige Innenfläche (16) abgegrenzt ist, wobei der Ablauf (25) durch eine zweite an der zylinderförmigen Innenfläche vorgesehene Nut (25) gebildet ist.
Käfig für Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abläufe (24) (25) parallel zu einer Drehachse des Lagers (2) verlaufen.