DE102007002328A1

DE102007002328A1 - Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE102007002328A1
Application number: DE102007002328A
Authority: DE
Inventors: Bernd Eich; Josef Stork
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-07-17

Abstract

Ein Wälzlgerkäfig beinhaltet folgende Merkmale:
- Der Wälzlagerkäfig ist für wenigstens eine Wälzkörperreihe, bei der die Wälzkörper im wesentlichen entlang eines Kreisrings angeordnet sind, ausgebildet,
- der Wälzlagerkäfig besteht für die eine Wälzkörperreihe aus zwei zum Wälzlagerkäfig zusammengesetzten Käfigteilen,
- die beiden Käfigteile weisen jeweils einen in sich geschlossenen Käfigring und eine gleiche oder um eins unterschiedliche Anzahl von Käfigstegen auf und sind, abgesehen von dem gegebenenfalls vorhandenen Anzahlunterschied, identisch ausgebildet,
- jedes der Käfigteile ist, bezogen auf eine Richtung senkrecht zum Kreisring, frei von Hinterschneidungen ausgebildet, und
- jedes der Käfigteile ist einstückig aus einem spritz- und/oder gießfähigen Material erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig.
Die Aufgaben von Wälzlagerkäfigen sind vielfältig. So können sie dazu beitragen, die Wälzkörper zwischen den Laufbahnen zu halten, sie verhindern ein Berühren der Wälzkörper untereinander, sie können die Wälzkörper im Käfig festhaltend ausgebildet sein, die Wälzkörper führen, die Lagergrenzdrehzahl sowie die Lagerschmierung beeinflussen und auch Schwingungen und damit Geräusche dämpfen. Dabei kommt Kunststoffkäfigen wegen der herstellungs- und fertigungstechnischen Möglichkeiten sowie der tribologischen Eigenschaften eine besondere Bedeutung zu.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wälzlagerkäfig zu schaffen, der unter anderem auch für Kleinserien einfach und damit kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 beinhaltet ein Wälzlagerkäfig folgende Merkmale:

– Der Wälzlagerkäfig ist für wenigstens eine Wälzkörperreihe, bei der die Wälzkörper im wesentlichen entlang eines Kreisrings angeordnet sind, ausgebildet,
– der Wälzlagerkäfig besteht für die eine Wälzkörperreihe aus zwei zum Wälzlagerkäfig zusammengesetzten Käfigteilen,
– die beiden Käfigteile weisen jeweils einen in sich geschlossenen Käfigring und eine gleiche oder um Eins unterschiedliche Anzahl von Käfigstegen auf und sind abgesehen von dem gegebenenfalls vorhandenen Anzahlunterschied identisch ausgebildet,
– jedes der Käfigteile ist, bezogen auf eine Richtung senkrecht zum Kreisring frei von Hinterschneidungen ausgebildet, und
– jedes der Käfigteile ist einstückig aus einem spritz- und/oder gießfähigen Material erzeugt.

Dadurch, dass der Wälzlagerkäfig aus zwei im wesentlichen identischen Käfigteilen aufgebaut ist, ist mit besonderem Vorteil ein und dasselbe Werkzeug zur Herstellung beider Käfigteile verwendbar, wobei auch bei der um Eins unterschiedlichen Anzahl von Käfigstegen zunächst zwei identische Käfigteilrohlinge mit ein und demselben Werkzeug fertigbar sind und anschließend bei einem der beiden Käfigteile des Wälzlagerkäfigs einer der Käfigstege entfernt wird. Dadurch, dass jedes der Käfigteile mit einem in sich geschlossenen Käfigring ausgebildet ist, wird für den Wälzlagerkäfig mit Vorteil eine hohe mechanische Stabilität gewährleistet. Dadurch, dass die Käfigteile in axialer Richtung frei von Hinterschneidungen ausgebildet sind, ist mit besonderem Vorteil ein einfaches und damit kostengünstiges Erzeugen durch einen Spritz- und/oder Gießprozess möglich, bei dem das Spritzgießwerkzeug mit besonderem Vorteil mit einem Minimum an Schiebern auskommt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung einen Käfigteilrohling,
2 in perspektivischer Ansicht zwei identische Käfigteile, die derart zusammengesetzt werden, dass die Käfigstege des einen Käfigteils zwischen die Käfigstege des anderen Käfigteils eingreifen,
3 in perspektivischer Ansicht einen Käfig aus zwei Käfigteilen, bei dem die Stirnseiten der Käfigstege der beiden Käfigteile aneinander anliegen und
4 in perspektivischer Ansicht einen Käfig aus zwei identischen Käfigteilen, bei dem die Stirnseiten der Käfigstege der beiden Käfigteile aneinander anliegen und jedes der Käfigteile zwei konzentrisch zueinander ausgebildete Käfigringe umfasst.
Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung einen Käfigteilrohling 10. Dabei umfasst der Käfigteilrohling 10 einen in sich geschlossenen Käfigring 22, an dessen einer Stirnseite sich in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, sich in axialer Richtung erstreckende, vierzehn Käfigstege 38 anschließen und an der anderen der Stirnseiten sich in etwa in einem etwas über 180° hinausgehenden Sektor des Käfigrings sich in axialer Richtung erstreckend fünfzehn Käfigstege 32 und 34 anschließen. Der Käfigteilrohling 10 ist dabei durch ein Spritzgießen aus Kunststoff, beispielsweise beinhaltend PEEK hergestellt. Dadurch, dass der Käfigteilrohling 10 in einer Richtung senkrecht zur vom Käfigring 22 aufgespann ten Ebene frei von Hinterschneidungen ausgebildet ist, ist der Käfigteilrohling 10 mit einem entsprechend einfach aufgebauten Spritzgießwerkzeug herstellbar und damit entsprechend kostengünstig.
Entfernt man nunmehr bei zwei Käfigteilrohlingen 10 gemäß der 1 die im 180°-Sektor angeordneten Käfigstege 32 und 34, so können zwei derartige Käfigteile derart zu einem Wälzlagerkäfig zusammengesetzt werden, dass jeder der vierzehn Käfigstege 38 des einen Käfigteils zwischen jeweils zwei benachbarte Käfigstege 38 des anderen Käfigteils eingreift. Es entsteht somit ein Wälzlagerkäfig mit achtundzwanzig gleichartigen Taschen für achtundzwanzig beispielsweise zylindrische Wälzkörper.
Entfernt man in einer anderen Ausführungsform bei zwei Käfigteilrohlingen 10 gemäß der 1 die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Käfigstege 38 und entfernt weiterhin bei einem der Käfigteilrohlinge 10 bei den im 180°-Sektor angeordneten Käfigstegen 32 und 34 einen der Endstege 34, so lassen sich die daraus entstehenden beiden Käfigteile derart zu einem Wälzlagerkäfig zusammensetzen, dass die vierzehn Käfigstege 32 und 34 des einen Käfigteils mit den fünfzehn Käfigstegen 32 und 34 des anderen Käfigteils mit besonderem Vorteil einen Wälzlagerkäfig mit einer ungeraden Anzahl an Taschen für die Wälzkörper, im vorliegenden Fall neunundzwanzig, entstehen lassen. Dies ist von besonderem Vorteil, da mit zwei Käfigteilen, bei denen die Käfigstege des einen Käfigteils jeweils zwischen zwei benachbarte Käfigstege des anderen Käfigteils zum Eingreifen vorgesehen sind, sich eine ungerade Taschenanzahl unter der Voraussetzung zweier im wesentlichen identischer Käfigteile nicht ohne weiteres erzeugen lässt. Dabei sind natürlich die im etwas über 180° hinausgehenden Sektor angeordneten Käfigstege 32 und 34 derart angeordnet, dass sich beim Zusammensetzen im wesentlichen gleichartige Taschen für die Wälzkörper ergeben.
In wiederum einer anderen Ausführungsform kann zum Erzeugen von einem Wälzlagerkäfig mit einer ungeradzahligen Taschenanzahl anstelle eines Wegnehmens eines Endsteges 34, wie vorausgehend beschrieben, ein Endsteg im Vergleich zu den übrigen Käfigstegen 32, mit halber axialer Länge ausgebildet werden, so dass dann zwei derartige identisch ausgebildete Käfigteile auch ohne Wegnahmeoperationen an Käfigteilrohlingen zu einem Wälzlagerkäfig mit ungeradzahliger Taschenanzahl zusammengesetzt werden können.
In wiederum einer anderen Ausführungsform lässt sich natürlich auch ein Wälzlagerkäfig mit einer geraden Taschenanzahl aus zwei identischen Käfigteilen zusammensetzen, von denen jedes der Käfigteile Käfigstege nur in einem etwa 180°-Sektor aufweist.
Ähnlich wie bereits vorausgehend zu der 1 für den Fall, dass bei zwei Käfigteilrohlingen 10 die im 180°-Sektor angeordneten Käfigstege 32 und 34 entfernt werden, beschrieben, zeigt die 2 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei identische Käfigteile 10', die derart zu einem Wälzlagerkäfig zusammengesetzt werden, dass die Käfigstege 38' des einen Käfigteils 10' zwischen die Käfigstege 38' des anderen Käfigteils 10' eingreifen. Im Gegensatz zu der 1 werden bei der 2 die dargestellten Käfigteile 10' gleich in der dargestellten Form durch ein entsprechendes Spritzgießen hergestellt. Gegenüber der 1 sind weiterhin bei der 2 die freien Enden der Käfigstege 38' mit Zapfen versehen, die zum Eingreifen in entsprechende Zapfenaufnahmeöffnungen an den Käfigringen 22' vorgesehen sind und einem festen Verbinden der beiden Käfigteile 10' miteinander dienen. Dabei können die beiden Käfigteile 10' an ihren Verbindungsstellen beispielsweise durch ein Verkleben oder ein Ultraschallverschweißen fest miteinander verbunden werden. Ansonsten gilt einander verbunden werden. Ansonsten gilt das vorausgehend zur 1 Beschriebene entsprechend.
Die 3 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Ansicht einen Wälzlagerkäfig aus zwei identischen Käfigteilen 10'', bei dem die Stirnseiten der Käfigstege 38'' der beiden Käfigteile 10'' miteinander verbunden sind. Auch bei dem so aus zwei identischen Käfigteilen 10'' zusammengesetzten Wälzlagerkäfig sind die beiden identischen Käfigteile 10'' in axialer Richtung frei von Hinterschneidungen, beispielsweise durch ein Spritzgießen in einfacher und damit kostengünstiger Art und Weise herstellbar. Dabei gestaltet sich bei dieser Art des Zusammensetzens ein Erzeugen von geradzahligen wie auch ungeradzahligen Taschenanzahlen von Wälzlagerkäfigen als unproblematisch.
Entscheidend für die mechanische Festigkeit des gemäß der 3 zusammengesetzten Wälzlagerkäfigs ist dabei die Verbindungstechnik zwischen den aneinander anliegenden Käfigstegstirnseiten. Bei den Wälzlagerkäfigen der 1 und 2 ist dabei von Vorteil, dass sich dort durch das Ineinandergreifen auch bei vergleichsweise filigraner Ausbildung der Käfigringe 22 und 22' und Käfigstege 32, 34, 38 und 38' infolge des Ineinandergreifens gute mechanische Festigkeiten für den Wälzlagerkäfig erzielen lassen. Somit ist es gegebenenfalls vom Einsatzfall abhängig, ob ein Wälzlagerkäfig gemäß den 1 und 2 oder 3 mit Vorteil einzusetzen ist.
Die 4 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnlich der 3 in perspektivischer Ansicht einen Wälzlagerkäfig aus zwei identischen Käfigteilen 10''', bei dem die Stirnseiten der Käfigstege 38''' der beiden Käfigteile 10''' miteinander verbunden sind und jedes der Käfigteile 10''' zwei konzentrisch zueinander ausgebildete Käfigringe 22''' und 24''' umfasst. Der Unterschied des Wälzlagerkäfigs gemäß der 4 zu dem der 3 besteht also darin, dass jedes der beiden identischen Käfigteile 10''' zwei konzentrisch zueinander angeordnete Käfigringe 22''' und 24''' umfasst und die Käfigstege 38''' sozusagen V-förmig ausgebildet sind, wobei sich an der offenen Seite der V-Form das Ende eines der Schenkel der V-Form an einem der Käfigringe 22''' oder 24''' und das Ende des anderen Schenkels der V-Form an den anderen der Käfigringe 24''' oder 22''' anschließt. Ansonsten gilt das vorausgehend zu der 3 Beschriebene entsprechend.

Claims

Wälzlagerkäfig, beinhaltend folgende Merkmale: – Der Wälzlagerkäfig ist für wenigstens eine Wälzkörperreihe, bei der die Wälzkörper im wesentlichen entlang eines Kreisrings angeordnet sind, ausgebildet, – der Wälzlagerkäfig besteht für die eine Wälzkörperreihe aus zwei zum Wälzlagerkäfig zusammengesetzten Käfigteilen, – die beiden Käfigteile weisen jeweils einen in sich geschlossenen Käfigring und eine gleiche oder um Eins unterschiedliche Anzahl von Käfigstegen auf und sind abgesehen von dem gegebenenfalls vorhandenen Anzahlunterschied identisch ausgebildet, – jedes der Käfigteile ist, bezogen auf eine Richtung senkrecht zum Kreisring frei von Hinterschneidungen ausgebildet, und – jedes der Käfigteile ist einstückig aus einem spritz- und/oder gießfähigem Material erzeugt.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, wobei die Käfigstege im wesentlichen gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Käfigrings angeordnet sind.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die beiden Käfigteile derart zum Wälzlagerkäfig zusammengesetzt sind, dass jeder der Käfigstege des einen Käfigteils zwischen zwei benachbarte Käfigstege des anderen Käfigteils eingreift.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die beiden Käfigteile derart zum Wälzlagerkäfig zusammengesetzt sind, dass die Stirnseiten der Käfigstege des einen Käfigteils den Stirnseiten der Käfigstege des anderen Käfigteils gegenüberliegen.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 4, wobei der Käfigring zwei zueinander konzentrische Ringe umfasst und die Käfigstege V-förmig ausgebildet sind, wobei sich an der offenen Seite der V-Form das Ende eines der Schenkel der V-Form an einem der Ringe und das Ende des anderen Schenkels der V-Form an dem anderen der Ringe anschließt.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, wobei die Käfigstege ausschließlich in einem in etwa 180° umspannenden Sektor des Käfigrings angeordnet sind.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Anzahl der Käfigstege der beiden Käfigteile gleich ist.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 6, wobei die Anzahl der Käfigstege bei beiden Käfigteilen um Eins unterschiedlich ist.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 8, wobei die dem jeweiligen Käfigteil zugehörigen Käfigstege derart ausgebildet sind, dass sie zur Anlage am Käfigring des jeweils andern Käfigteils vorgesehen sind.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sich die Käfigstege vom Käfigring aus im wesentlichen entlang einer Richtung senkrecht zur Ringfläche erstrecken.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei an den Verbindungsstellen der beiden Käfigteile die Käfigteile mit zum Ineinandereingreifen vorgesehenen Zapfen und Zapfenaufnahmeöffnungen ausgebildet sind.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei an den Verbindungsstellen die beiden Käfigteile miteinander fest verbunden sind.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 12, wobei das feste Verbinden ein Verkleben, Ultraschallverschweißen oder dergleichen umfasst.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Käfigteile aus Kunststoff sind.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 14, wobei der Kunststoff PEEK umfasst.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Wälzkörper Zylinderrollen sind.