DE102004031027A1 - Käfig für zylindrische Wälzkörper - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Käfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere Nadelkäfig, dessen Seitenringe durch Taschen bildende Stege miteinander verbunden sind, wobei die Stege so profiliert sind, dass sie die Wälzkörper mittels parallel zu deren Achsen verlaufenden Stegkanten einzeln beiderseits eines Teilkreises halten und die Seitenringe im Bereich der Taschen radial gerichtete Anlaufflächen aufweisen, an denen die Wälzkörper mit ihren Stirnflächen anlaufen.
- Hintergrund der Erfindung
- Ein derartiger Käfig ist in der
US 5,391,005 vorbeschrieben. Dieser Käfig hat ein M-förmiges Querschnittsprofil und besteht aus zwei Seitenringen, die durch gleichmäßig über den Umfang verteilte Trennstege miteinander verbunden sind. Die Stege, die zusammen mit den Seitenringen Taschen zur Aufnahme der Wälzkörper begrenzen, sind in mehrere Abschnitte unterteilt und zwar in zwei seitliche Stegabschnitte, einen Mittelabschnitt und zwei schräg verlaufende Verbindungsabschnitte. Das heißt, sie sind in Richtung Lagermittelpunkt bis über den Teilkreis hinaus durchgekröpft. Die Halterung der Wälzkörper nach außen bzw. nach innen erfolgt durch die außerhalb bzw. innerhalb des Teilkreises liegenden Stegabschnitte. - Bei derartigen Nadelkäfigen sind Nadellänge und Käfigbreite so aufeinander abgestimmt, dass die Nadeln in ihrer axialen Ausdehnung nahezu von Seitenring zu Seitenring reichen, um ein stirnseitiges Kippen der Nadeln aus den Taschen zu verhindern. Nun kann aber der Fall eintreten, dass unter bestimmten technischen Gegebenheiten, beispielsweise bei großen Übergangsradien an abgestuften Wellen, derartige Käfige mit verkürzten Nadeln bestückt werden müssen, da andernfalls die Nadeln im Übergangsbereich der Welle teilweise im Bereich des Übergangsradius abrollen müssten. Würde man nun einen solchen Käfig mit verkürzten Nadeln bestücken, könnten diese möglicherweise über die Stege kippen und unter den angestanzten Halterung hindurchschlüpfen und somit aus der Tasche fallen. Dies wird nach dem bisherigen Stand der Technik gemäß der
US 5,391,005 dadurch verhindert, indem die Wälzkörper mit ihren Stirnflächen an radial nach innen gerichteten Ausbauchungen der Seitenringe anlaufen. - Nachteilig dabei ist zum einen, dass diese Ausbauchungen einen nur unzureichenden Anlauf der Lagernadeln mit deren Stirnflächen erlauben. Dies ist dadurch bedingt, dass die Ausbauchung aufgrund ihrer festen Anbindung an den Seitenringen keine planparallele Anlagefläche aufweist, d.h., zwischen Ausbauchung und Stirnfläche der Lagernadel ist kein Flächenkontakt, sondern bestenfalls ein Linienkontakt möglich. Zum anderen ist ebenfalls von Nachteil, dass ein solcher Anlauf der Lagernadeln den Öldurchfluß durch den Lagerkäfig unnötig erschwert. Dieses Problem tritt insbesondere dort auf, wenn aus konstruktiven Gründen zwei Lagerkäfige nebeneinander angeordnet werden müssen.
- Eine andere Art der Ausbauchung zur Anlage der Lagernadeln bei einem gattungsgemäßen Käfig ist aus der
DE 198 12 252 A1 bekannt geworden. Dieser profilierte Käfig zeichnet sich dadurch aus, dass die Seitenringe zwischen den Stegen in Umfangsrichtung mit einem von den Stirnseiten der Taschen beabstandeten Schlitz versehen sind, so dass ein Materialabschnitt entsteht, der von zwei benachbarten Stegen gehalten ist und der im radial nach innen gebogenen Zustand die Ausbauchung bildet. Ein Käfig mit einer derart gestalteten Ausbauchung lässt sich in nachteiliger Weise nur aufwendig herstellen. - Zusammenfassung der Erfindung
- Ausgehend von den technischen Ursachen der bekannten Lösungen liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Lagerkäfig zu entwickeln, der sich einerseits problemlos herstellen lässt und der andererseits einen verbesserten Schmiermitteldurchfluß ermöglicht.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass an den in axialer Richtung gegenüberliegenden Stirnseiten der Taschen je eine Zunge angeordnet ist, die beidseitig in Umfangsrichtung durch je einen Freiraum freigestellt ist und im radial abgewinkelten Zustand die Anlauffläche für die Wälzkörper bildet.
- Der Vorteil eines solch erfindungsgemäß gestalteten Käfigs liegt einerseits darin, dass sich eine solche Zunge in einfacher Weise, beispielsweise durch einen Stanzvorgang herstellen lässt. Es ist auch kein Problem, eine solche Zunge in radialer Richtung entsprechend umzubiegen, so dass ein einwandfreier Anlauf der Wälzkörper mit ihren Stirnflächen an dieser Zunge gewährleistet ist. Je nach vorgegebenem Anwendungsfall ist es außerdem möglich, Zungen mit unterschiedlicher Umfangserstreckung herzustellen. Andererseits wird das Durchströmen von Schmiermittel zwischen Tasche und zylindrischen Wälzkörpern entscheidend verbessert, da die angeformte Zunge in beiden Umfangsrichtungen Freistellungen aufweist, durch die das Schmiermittel hindurchtreten kann. Unter Freistellung ist im Sinne der Erfindung ein Freiraum zu verstehen, der in axialer Richtung nach innen offen ist und in Umfangsrichtung durch die Zunge und die beiden angrenzenden Stege begrenzt ist.
- In Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Stege schräg zu einer Käfigachse verlaufende Abschnitte mit beidseitig in Um fangsrichtung angeordneten Freistellungen aufweisen.
- Diese im Profilierungsbereich angeordneten Freistellungen haben eine Doppelfunktion. Zum einen begünstigen sie den Schmiermitteldurchtritt zwischen Käfig und Wälzkörper im Taschenbereich und zum anderen sorgen sie dafür, dass ein mögliches Klemmen der Wälzkörper im Taschenbereich von vornherein verhindert ist.
- Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Käfigs, -
2 einen Längsschnitt durch den Käfig entlang der Linie II – II gemäß1 , -
3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes gemäß2 mit eingesetztem Wälzkörper, -
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer angeformten Zunge, -
5 eine vergrößerte Darstellung eines Schnittes entlang der Linie V-V in2 und -
6 einen Ausschnitt aus einer perspektivischen Darstellung eines Käfigs nach dem bisherigen Stand der Technik. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- Der in
6 nach dem bisherigen Stand der Technik dargestellte Käfig besteht aus den beiden Seitenringen1 und2 , die mit in Richtung Lagermittelpunkt weisenden Borden3 und4 versehen sind und durch eine Anzahl gleichmäßig um den Umfang verteilte profilierte Stege5 miteinander verbunden sind. Die dabei entstehenden Taschen6 zur Aufnahme von nicht dargestellten Wälzkörpern werden einerseits durch die Stege5 und andererseits durch beiden Seitenringe1 und2 begrenzt. Die Stege5 des M-förmig ausgebildeten Käfigs sind in Richtung Lagermittelpunkt über den Wälzkörperteilkreis durchgekröpft und bestehen aus zwei an die Seitenringe1 und2 sich anschließende Abschnitte7 und8 , die parallel zur Käfigachse verlaufen. Die Abschnitte7 und8 liegen außerhalb des Teilkreises und gehen in je einen schräg zur Käfigachse gerichteten Abschnitt9 und10 über, die sich wiederum zu einem parallel zur Käfigachse verlaufenden innerhalb des Teilkreises liegenden Abschnitt11 vereinen. Die inneren Kanten der Stegabschnitte11 begrenzen das radiale Spiel der Wälzkörper nach innen, während das radiale Spiel nach außen durch die Stegabschnitte7 und8 begrenzt ist. Wie aus der Figur weiter erkennbar, sind die Seitenringe1 und2 im Bereich der Tasche6 mit einer in Richtung Lagermittelpunkt gerichteten Ausbauchung12 und13 versehen. Diese Ausbauchung12 ,13 wird beim Ausstanzen der Taschen durch einen Prägestempel realisiert. An dieser Ausbauchung12 ,13 liegen dann die nicht dargestellten zylindrischen Wälzkörper mit ihren Stirnflächen an. Es ist erkennbar, dass ein solcher nach den bisherigen Stand der Technik ausgebildeter Käfig schwer von Schmiermittel zu durchströmen ist, weil die zylindrischen Wälzkörper nahezu allseitig vom Käfig umschlossen sind. - Wie die
1 bis5 zeigen, wird das Problem eines verbesserten Schmiermitteldurchtritts dadurch gelöst, dass an den in axialer Richtung gegenüberliegenden Stirnseiten der Taschen6 je eine Zunge15 angeordnet ist, die in axialer Richtung mit dem Seitenring1 ,2 verbunden ist und in beiden Umfangsrichtungen durch einen Freiraum16 ,17 begrenzt ist. Anders ausgedrückt, die Zunge15 ist nur über einen Teil der Umfangsbreite der Tasche6 mit dem Seitenring1 ,2 verbunden. Durch diese Freiräume16 ,17 kann nun ein ungehinderter Durchtritt des Schmiermittels erfolgen. Wie insbesondere die2 zeigt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Käfig M-förmig ausgebildet, so dass die die Zunge15 in radialer Richtung nach innen umgebogen wird. Die Wälzkörper14 laufen dann mit ihren Stirnflächen an den radial nach innen umgebogenen Zungen15 an. Je nach Größe von Käfig und Wälzkörper14 kann die Zunge15 im Bereich zwischen 15 und 30° abgewinkelt sein. Auf diese Weise ist verhindert, dass die Wälzkörper14 stirnseitig aus den Taschen6 kippen können. Die5 zeigt, dass die Zunge15 in Richtung der Stirnfläche der Wälzkörper14 eine ebene Fläche aufweist, um einen vollständigen Anlauf zwischen Zunge15 und Wälzkörper14 zu gewährleisten. - Wie aus
1 und besonders aus der vergrößerten Darstellung in4 entnehmbar, weisen die Stege5 im Profilierungsbereich, d. h., im Bereich der schräg zur Käfigachse verlaufenden Abschnitte9 ,10 beidseitig in Umfangsrichtung angeordnete Freistellungen18 ,19 auf, die einerseits den Schmiermitteldurchtritt zwischen Wälzkörper14 und Steg5 des Käfigs begünstigen und andererseits ein Klemmen des Wälzkörpers14 in der Tasche6 verhindern. - Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte M-förmige Ausbildung des Käfigs für ein Radiallager beschränkt. Dieser kann auch W-förmig ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Abschnitte
7 ,8 innerhalb und der Abschnitt11 außerhalb des Teilkreises angeordnet sind. In vorteilhafter Weise wird man einen erfindungsgemäßen Käfig aus einem profilierten Endlosband derart herstellen, dass man zunächst entsprechend dem gewünschten späteren Käfigdurchmesser ein Bandstück ablängt, dieses rund biegt und abschließend an seinen aneinander stoßenden Enden miteinander verbindet. Es ist aber auch vorstellbar, dass ein erfindungsgemäß gestalteter Käfig für ein Axiallager verwendet ist. -
- 1
- Seitenring
- 2
- Seitenring
- 3
- Bord
- 4
- Bord
- 5
- Steg
- 6
- Tasche
- 7
- Abschnitt
- 8
- Abschnitt
- 9
- Abschnitt
- 10
- Abschnitt
- 11
- Abschnitt
- 12
- Ausbauchung
- 13
- Ausbauchung
- 14
- Wälzkörper
- 15
- Zunge
- 16
- Freiraum
- 17
- Freiraum
- 18
- Freistellung
- 19
- Freistellung
Claims (2)
- Käfig für zylindrische Wälzkörper (
14 ), insbesondere Nadelkäfig, dessen Seitenringe (1 ,2 ) durch Taschen (6 ) bildende Stege (5 ) miteinander verbunden sind, wobei die Stege (5 ) so profiliert sind, dass sie die Wälzkörper (14 ) mittels parallel zu deren Achsen verlaufenden Stegkanten einzeln beiderseits eines Teilkreises halten und die Seitenringe (1 ,2 ) im Bereich der Taschen (6 ) radial gerichtete Anlaufflächen aufweisen, an denen die Wälzkörper (14 ) mit ihren Stirnflächen anlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass an den in axialer Richtung gegenüberliegenden Stirnseiten der Taschen (6 ) je eine Zunge (15 ) angeordnet ist, die beidseitig in Umfangsrichtung durch je einen Freiraum (16 ,17 ) freigestellt ist und im radial abgewinkelten Zustand die Anlauffläche für die Wälzkörper (14 ) bildet. - Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (
5 ) schräg zu einer Käfigachse verlaufende Abschnitte (9 ,10 ) mit beidseitig in Umfangsrichtung angeordneten Freistellungen (18 ,19 ) aufweisen.
Priority Applications (1)
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DE102004031027A DE102004031027A1 (de) | 2004-06-26 | 2004-06-26 | Käfig für zylindrische Wälzkörper |
Publications (1)
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ID=35501853
Family Applications (1)
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20110412 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120822 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120822 |
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R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140424 |