DE102006030950B4 - Kammdeckelkäfig für ein Wälzlager - Google Patents
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Abstract
Kammdeckelkäfig (1) für ein Wälzlager (2), mit dem Wälzkörper (3) des Wälzlagers (2) zwischen einem Innenring (4) und einem Außenring (5) gehalten und/oder geführt werden, wobei der Kammdeckelkäfig (1) einen ersten Seitenring (6) aufweist, an dem eine der Anzahl der Wälzkörper (3) entsprechende Anzahl sich in Achsrichtung (A) erstreckende Stege (7) angeformt oder angeordnet sind, wobei der Kammdeckelkäfig (1) weiterhin einen zweiten Seitenring (8) aufweist, der mittels Befestigungselementen (9) zumindest mit einem Teil der Stege (7) in deren axialen Endbereich verbunden ist, und wobei der den Befestigungsabschnitt (10) für das Befestigungselement (9) im axialen Endbereich des Steges (7) tragende Bereich mindestens eines Steges (7) über die axiale Erstreckung der Wälzkörper (3) hinaus in Achsrichtung (A) auf den zweiten Seitenring (8) hin verlängert ist und im montierten Zustand des Kammdeckelkäfigs (1) in eine Ausnehmung (11) im zweiten Seitenring (8) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die radial...
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kammdeckelkäfig für ein Wälzlager, mit dem Wälzkörper des Wälzlagers zwischen einem Innenring und einem Außenring gehalten und/oder geführt werden, wobei der Kammdeckelkäfig einen ersten Seitenring aufweist, an dem eine der Anzahl der Wälzkörper entsprechende Anzahl sich in Achsrichtung erstreckende Stege angeformt oder angeordnet sind, wobei der Kammdeckelkäfig weiterhin einen zweiten Seitenring aufweist, der mittels Befestigungselementen zumindest mit einem Teil der Stege in deren axialen Endbereich verbunden ist, und wobei der den Befestigungsabschnitt für das Befestigungselement im axialen Endbereich des Steges tragende Bereich mindestens eines Steges über die axiale Erstreckung der Wälzkörper hinaus in Achsrichtung auf den zweiten Seitenring hin verlängert ist und im montierten Zustand des Kammdeckelkäfigs in eine Ausnehmung im zweiten Seitenring hineinragt.
- Ein Kammdeckelkäfig dieser Art ist aus der
DE 70 37 427 U bekannt. Der zweite Deckel des Kammdeckelkäfigs ist an den sich axial erstreckenden Stegen hier mit einer Schweißverbindung festgelegt. - Kammdeckelkäfige ähnlicher Bauart sind aus der
DE 80 06 736 U1 , derDE 19 66 464 U und aus derDE 15 75 714 A bekannt. Dabei werden verschiedene Technologien eingesetzt um den zweiten Seitenring an den sich axial erstreckenden Stegen des Käfigs festzulegen. - Ein anderer Kammdeckelkäfig ist aus der
DE 197 26 825 A1 bekannt. Der erste Seitenring weist einstückig angeformt die sich über die axiale Breite der Wälzkörper erstreckenden Stege auf. Der zweite Seitenring ist am freien Ende der Stege mittels Schrauben befestigt. Der zweite Seitenring liegt dabei mit einer Planfläche an den ebenfalls plan ausgebildeten axialen Enden der Stege an. Die Schrauben sind in eine Gewindebohrung eingeschraubt, die in die axialen Endbereiche der freien Enden der Stege eingebracht ist. - Es hat sich bei derartigen vorbekannten Kammdeckelkäfigen bei manchen Bauformen als nachteilig herausgestellt, dass die Festigkeit des Käfigs insbesondere dann nicht ausreichend ist, wenn versucht wird, den Käfig möglichst leicht auszubilden. Bei der Beaufschlagung mit höheren Biegemomenten kann es – wird ein niedriges Gesamtgewicht des Käfigs angestrebt – zu einem Bauteilversagen an der Verbindungsstelle des zweiten Seitenrings mit den Stegen kommen.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Kammdeckelkäfig der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass sichergestellt ist, dass der Käfig hinreichende Belastungen, insbesondere Biegemomente, aufnehmen kann, ohne ein hohes Käfiggewicht hinnehmen zu müssen. Der Käfig soll also so ausgebildet werden, dass bei leichtbauender Konstruktion dennoch eine hohe spezifische Festigkeit gegeben ist.
- Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Fläche des Stegs und die radial äußere Fläche der Ausnehmung miteinander eine Passfläche bilden oder die radial innere Fläche des Stegs und die radial innere Fläche der Ausnehmung miteinander eine Passfläche bilden, wobei das Befestigungselement eine Schraube ist, wobei die radial äußere Endfläche der Seitenringe auf einem größeren Radius liegt als die äußere radiale Endfläche des Steges mit ihrem Radius und wobei die radial innere Endfläche der Seitenringe auf einem kleineren Radius liegt als die innere radiale Endfläche des Steges mit ihrem Radius.
- Mit dieser Maßnahme wird u. a. der axiale Abstand zwischen dem Ende des Gewindeabschnitts und dem Kopf des Befestigungselements vermindert.
- Um den Käfig leichter zu gestalten, sieht eine Weiterbildung vor, dass der erste Seitenring eine in die Stirnseite eingearbeitete Ringnut aufweist. Der Übergang von mindestens einem Seitenring zu dem Steg kann im Radialschnitt unter einem Winkel zur radialen Richtung verlaufen, was den Aufbau eines Schmierfilms unterstützt. Der Winkel liegt dabei bevorzugt zwischen 1° und 15°.
- Der Kammdeckelkäfig kann an Borden des Außenrings oder des Innenrings geführt sein; möglich ist auch eine Führung an den Wälzkörpern.
- Das Wälzlager ist bevorzugt als Zylinderrollenlager ausgeführt, wobei aber genauso ein Einsatz des vorgeschlagenen Käfigs insbesondere in einem Toroidallager, einem Kegelrollenlager oder einem Pendelrollenlager möglich ist.
- Die Distanz zwischen dem Befestigungsabschnitt im Steg, d. h. insbesondere der Gewindebohrung im axialen Endbereich der Stege, und dem Kopf des Befestigungselements, d. h. insbesondere dem Schraubenkopf, wird erfindungsgemäß reduziert, was höhere Biegemomente ermöglicht und insgesamt eine höhere (Dauer-)Festigkeit des Käfigs garantiert. Dabei können kürzere Schrauben eingesetzt werden, was die Kosten des Käfigs reduziert. Der Deckel (zweiter Seitenring) ist ferner in seinem Mittelbereich relativ dünn ausgebildet.
- Durch die geschilderten Maßnahmen wird ferner erreicht, dass sich der vorgeschlagene Kammdeckelkäfig durch ein relativ geringes Gewicht auszeichnet.
- Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung des Käfigs erfolgt schließlich eine Unterstützung des Aufbaus eines tragfähigen Schmierfilms.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 den Radialschnitt durch ein Zylinderrollenlager mit einem Kammdeckelkäfig gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, -
2 den rechten Endbereich des Zylinderrollenlagers nach1 in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung und -
3 nochmals den rechten Endbereich des Zylinderrollenlagers in einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung. - In
1 ist ein Wälzlager2 in Form eines Zylinderrollenlagers zu sehen, das einen Innenring4 , einen Außenring5 und zwischen beiden Ringen4 ,5 angeordnete Wälzkörper3 in Form von Zylinderrollen aufweist. Die Zylinderrollen3 werden mittels eines Kammdeckelkäfigs1 geführt bzw. von diesem gehalten. - Der Kammdeckelkäfig
1 hat einen ersten Seitenring6 , an dem Stege7 angeformt sind, die sich über die gesamte axiale Breite der Zylinderrollen3 erstrecken. Am sich ergebenden freien (rechten) Ende der Stege7 ist ein zweiter Seitenring8 angeordnet. Dieser ist mit Befestigungselementen9 in Form von Schrauben an den Stegen7 befestigt, so dass sich ein stabiler Verbund ergibt, der die Zylinderrollen3 hält. Die axialen Endbereiche der Stege7 bilden dabei Befestigungsabschnitte10 , in die eine sich in Achsrichtung A erstreckende Gewindebohrung eingearbeitet ist, in die bei der Montage des Käfigs1 die Schrauben9 eingeschraubt werden. - Die Stege
7 – im Ausführungsbeispiel: sämtliche Stege7 – sind über die axiale Erstreckung der Zylinderrollen3 hinaus verlängert und ragen in eine Ausnehmung11 hinein, die in die eine Stirnseite des zweiten Seitenrings8 eingearbeitet ist. Hierbei kann es sich um eine Ringnut handeln, die in den Seitenring8 eingedreht ist. Die axiale Erstreckung der Ausnehmung beträgt bevorzugt zwischen 25% und 75% der axialen Breite des zweiten Seitenrings8 . Hierdurch wird das axiale Ende der Stege7 näher an die vom ersten Seitenring6 abgewandet Stirnseite18 des zweiten Seitenrings8 verlagert. Das Ergebnis ist, dass sich eine verkürzte Distanz zwischen dem Schraubenkopf19 und dem Gewinde20 ergibt. Dies ermöglicht die Aufnahme höherer Biegemomente und damit eine höhere Gestaltfestigkeit des Käfigs1 . - Wie in
1 gesehen werden kann, bilden die radial äußere Fläche des Steges7 und die radial äußere Fläche der Ausnehmung11 im zweiten Seitenring8 eine Passfläche12 . Beim Ausführungsbeispiel gemäß2 bilden indes die radial innere Fläche des Steges7 und die radial innere Fläche der Ausnehmung11 eine Passfläche13 ; dies gilt auch für das Ausführungsbeispiel nach3 . - Um den Käfig
1 möglichst leicht zu machen können folgende Maßnahmen vorgesehen werden: In die Stirnseite14 des ersten Seitenrings6 ist eine Ringnut15 mit der in1 mit gestrichelten Linien dargestellten Form eingedreht. Der Seitenring6 wird damit wesentlich leichter. Ferner ist vorgesehen, dass die Stege7 sowohl radial außen als auch radial innen zurückgenommen sind, um den Käfig1 leichter zu machen. Wie in1 gesehen werden kann, liegt die radial äußere Endfläche des ersten Seitenrings6 auf einem Radius rA6, der größer ist als der Radius rSA der radial äußeren Endfläche des Steges7 . Entsprechendes gilt auch für den zweiten Seitenring8 , d. h. die radial äußere Endfläche des zweiten Seitenrings8 liegt auf einem größeren Radius rA8 als die radial äußere Endfläche des Steges7 mit dem Radius rSA. Analoges gilt für die radial innenliegende Endfläche des Steges7 : Die Radien r16 und r18 der Radien für die radial innere Endfläche der Seitenringe6 ,8 sind kleiner als der Radius rSI der radial inneren Endfläche des Steges7 . - Der Übergang von den radial äußeren bzw. radial inneren Flächen der Seitenringe
6 ,8 zum Steg7 weisen einen durch Drehen hergestellten kegelabschnittsförmigen Bereich auf, der in1 durch den Winkel α markiert ist. Der Winkel α liegt dabei vorzugsweise zwischen 1° und 15°. Die aufgrund des Winkels α entstehende Schräge dient der Unterstützung des Aufbaus eines hydrodynamischen Schmierfilms am Kammteil und an den Seitenringen. - Im Ausführungsbeispiel gemäß
1 ist der Kammdeckelkäfig1 im übrigen außenringgeführt, d. h. der Käfig1 läuft an Borden16 des Außenrings5 an. - Bei der in
2 dargestellten Lösung ist der Käfig1 indes innenringgeführt, d. h. der Käfig1 läuft an einem Bord17 des Innenrings4 an. - Gemäß
3 ist schließlich vorgesehen, dass der Käfig1 rollengeführt ist; er läuft weder am Außenring noch am Innenring an. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kammdeckelkäfig
- 2
- Wälzlager (Zylinderrollenlager)
- 3
- Wälzkörper
- 4
- Innenring
- 5
- Außenring
- 6
- erster Seitenring
- 7
- Steg
- 8
- zweiter Seitenring
- 9
- Befestigungselement (Schraube)
- 10
- Befestigungsabschnitt
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Passfläche
- 13
- Passfläche
- 14
- Stirnseite
- 15
- Ringnut
- 16
- Bord
- 17
- Bord
- 18
- Stirnseite des zweiten Seitenrings
- 19
- Schraubenkopf
- 20
- Gewinde
- A
- Achsrichtung
- rA6
- radial äußere Endfläche des ersten Seitenrings
- rA8
- radial äußere Endfläche des zweiten Seitenrings
- rSA
- radial äußere Endfläche des Steges
- r16
- radial innere Endfläche des ersten Seitenrings
- r18
- radial innere Endfläche des zweiten Seitenrings
- rSI
- radial innere Endfläche des Steges
- α
- Winkel
Claims (9)
- Kammdeckelkäfig (
1 ) für ein Wälzlager (2 ), mit dem Wälzkörper (3 ) des Wälzlagers (2 ) zwischen einem Innenring (4 ) und einem Außenring (5 ) gehalten und/oder geführt werden, wobei der Kammdeckelkäfig (1 ) einen ersten Seitenring (6 ) aufweist, an dem eine der Anzahl der Wälzkörper (3 ) entsprechende Anzahl sich in Achsrichtung (A) erstreckende Stege (7 ) angeformt oder angeordnet sind, wobei der Kammdeckelkäfig (1 ) weiterhin einen zweiten Seitenring (8 ) aufweist, der mittels Befestigungselementen (9 ) zumindest mit einem Teil der Stege (7 ) in deren axialen Endbereich verbunden ist, und wobei der den Befestigungsabschnitt (10 ) für das Befestigungselement (9 ) im axialen Endbereich des Steges (7 ) tragende Bereich mindestens eines Steges (7 ) über die axiale Erstreckung der Wälzkörper (3 ) hinaus in Achsrichtung (A) auf den zweiten Seitenring (8 ) hin verlängert ist und im montierten Zustand des Kammdeckelkäfigs (1 ) in eine Ausnehmung (11 ) im zweiten Seitenring (8 ) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Fläche des Stegs (7 ) und die radial äußere Fläche der Ausnehmung (11 ) miteinander eine Passfläche (12 ) bilden oder die radial innere Fläche des Stegs (7 ) und die radial innere Fläche der Ausnehmung (11 ) miteinander eine Passfläche (13 ) bilden, wobei das Befestigungselement (9 ) eine Schraube ist, wobei die radial äußere Endfläche der Seitenringe (6 ,8 ) auf einem größeren Radius (rA6, rA8) liegt als die äußere radiale Endfläche des Steges (7 ) mit ihrem Radius (rSA) und wobei die radial innere Endfläche der Seitenringe (6 ,8 ) auf einem kleineren Radius (r16, r18) liegt als die innere radiale Endfläche des Steges (7 ) mit ihrem Radius (rSI). - Kammdeckelkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Seitenring (
6 ) eine in die Stirnseite (14 ) eingearbeitete Ringnut (15 ) aufweist. - Kammdeckelkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von mindestens einem Seitenring (
6 ,8 ) zu dem Steg (7 ) im Radialschnitt unter einem Winkel (α) zur radialen Richtung verläuft. - Kammdeckelkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen 1° und 15° liegt.
- Kammdeckelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er an einem Bord (
16 ) des Außenrings (5 ) geführt ist. - Kammdeckelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er an einem Bord (
17 ) des Innenrings (4 ) geführt ist. - Kammdeckelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er an den Wälzkörpern (
3 ) geführt ist. - Kammdeckelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager ein Zylinderrollenlager ist.
- Kammdeckelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager ein Toroidallager, ein Kegelrollenlager oder ein Pendelrollenlager ist.
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DE102006030950A1 (de) | 2008-01-10 |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
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