DE102008008633A1

DE102008008633A1 - Käfig für Radiallager

Info

Publication number: DE102008008633A1
Application number: DE102008008633A
Authority: DE
Inventors: Tobias Mederer; Peter Dr. Solfrank
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig für Radiallager mit zylindrischen Wälzkörpern (5) aus einem zu einem geschlossenen Ring gebogenen Blechband mit ausgestanzten Taschen (2) zur Aufnahme sowie Außenführung und Axialführung der Wälzkörper (5) sowie mit dazwischen befindlichen Stegen (1) und mit radial nach innen verformten Blechbandbereichen (4) zur Halterung und Begrenzung des radialen Spiels der Wälzkörper (5) nach innen. Erfindungsgemäß bestehen die nach innen verformten Blechbandbereiche aus an den Seitenkanten (8) des Blechbands ausgestanzten und nach innen umgebogenen Laschen (4).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Käfig für Radiallager mit zylindrischen Wälzkörpern aus einem zu einem geschlossenen Ring gebogenen Blechband mit ausgestanzten Taschen zur Aufnahme sowie Außenführung und Axialführung der Wälzkörper sowie mit dazwischen befindlichen Stegen, und mit radial nach innen verformten Blechbandbereichen zur Halterung und Begrenzung des radialen Spiels der Wälzkörper nach innen.
Hintergrund der Erfindung
In der DE 197 40 435 A1 ist ein Käfig für Radiallager beschrieben, der aus Seitenringen besteht, die durch eine Anzahl gleichmäßig um den Umfang verteilte profilierter Stege miteinander verbunden sind. Die so entstandenen Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern werden einerseits durch die Seitenringe sowie andererseits durch die Stege begrenzt. Die Stege sind in Richtung Lagermittelpunkt über den Wälzkörperteilkreis durchgekröpft und bestehen aus zwei, sich an die Seitenringe anschließenden Abschnitten, die parallel zur Käfigachse verlaufen. Die Abschnitte liegen außerhalb des Teilkreises und gehen in je einen schräg zur Käfigachse gerichteten Abschnitt über, die sich wiederum zu einem parallel zur Käfigachse verlaufenden und innerhalb des Teilkreises liegenden Abschnitt vereinen. Die inneren Kanten der Stegachsmitte begrenzen das radiale Spiel der Wälzkörper nach innen, während das radiale Spiel nach außen durch die äußeren Stegabschnitte begrenzt wird.
Wird dieser bekannte Käfig in Fällen angewendet, bei denen der Käfig durch zusätzliche Fliehkraftwirkung erhöhten Pressungen in der Anlagefläche ausgesetzt wird, wie dies beispielsweise bei einer Pleuellagerung oder bei einer Planetenradlagerung der Fall ist, tritt ein erhöhter Verschleiß im Käfig auf, der nachteilig für die Lebensdauer ist.
Dieser Nachteil wird zwar bei dem Käfig gemäß der DE 10 2006 027 692 A1 vermieden, jedoch entstehen hier erhöhte Herstellkosten, da es sich bei diesem bekannten Käfig um einen Massivkäfig aus Kunststoff oder Metall handelt, die entweder spanend bearbeitet werden müssen oder sich durch Spritzen oder Gießen herstellen lassen, was mit erhöhten Material- und Herstellkosten verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen Käfig für Radiallager, insbesondere zur Pleuellagerung oder Planetenradlagerung, vorzuschlagen, mit dem sich eine vergrößerte Anlagefläche und dementsprechend eine Verringerung der durch zusätzliche Fliehkraftwirkung erhöhten Pressungen in der Anlagefläche erreichen lässt, und dessen Material- und Herstellkosten unter denen von entsprechenden Massivkäfigen liegen.
Beschreibung der Erfindung
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird ein Käfig für Radiallager mit zylindrischen Wälzkörpern aus einem zu einem geschlossenen Ring gebogenen Blechband mit ausgestanzten Taschen zur Aufnahme sowie Außenführung und Axialführung der Wälzkörper sowie mit dazwischen befindlichen Stegen, und mit radial nach innen verformten Blechbandbereichen zur Halterung und Begrenzung des radialen Spiels der Wälzkörper nach innen vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die nach innen verformten Blechbandbereiche aus an den Außenkanten des Blechbandes ausgestanzten und nach innen gebogenen Laschen bestehen.
Da der Bereich des Blechbandes mit den ausgestanzten Taschen und den dazwischen befindlichen Stegen vollkommen eben verläuft, ergibt sich eine Linienberührung der Wälzkörper an den Stegkanten, die zu einer verminderten Pressung in der Anlagefläche führt, wodurch die Verschleißneigung insbesondere des Käfigs verringert wird. Die Herstellung dieser Käfige durch Stanzen, Verformen und Biegen lässt sich wirtschaftlich durchführen und ist besonders für die Herstellung von größeren Stückzahlen geeignet.
Die Laschen können an den Seitenkanten des Blechbandes um etwa 90° und mit einem Abstand vom Blechband kleiner als der Wälzkörperdurchmesser erneut um etwa 90° abgebogen sein, wobei der zweite abgebogene Bereich zur Halterung und Begrenzung des radialen Spiels der Wälzkörper nach radial innen dient. Gemäß einer Ausführungsform können sich die Laschenenden bis etwa zur Mitte des Blechbandes erstrecken, d. h. im Wesentlichen parallel zum die Taschen und Stege aufweisenden Blechband verlaufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann sich ein Laschenbereich etwa parallel zum Blechband erstrecken, während ein sich daran anschließender Laschenbereich erneut um etwa 90° in Richtung der radialen Innenseite des Blechbandes abgebogen ist. Die Laschen sind in diesem Fall somit dreimal um 90° umgebogen ist, wobei die parallel zum Blechband verlaufenden Bereiche zur Halterung und Begrenzung des radialen Spiel der Wälzkörper nach innen dienen.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann sich ein kurzer La schenbereich etwa parallel zum Blechband erstrecken, während ein sich daran anschließender, längerer Laschenbereich um weniger als 90°, vorzugsweise um 45° abgebogen schräg in Richtung zu der Innenseite des Blechbandes erstreckt.
Wenn die zur Innenseite des Blechbandes abgebogenen Laschenbereiche so lang sind, dass sie die Innenseite des Blechbandes berühren, können die Laschenenden vorteilhafterweise mit der Innenseite des Blechbandes verschweißt sein, wodurch eine höhere Steifigkeit des Käfigs erreicht wird.
Die Laschen können über im Wesentlichen ihre gesamte Länge parallele Seitenkanten aufweisen oder wenigstens der zur Innenseite des Blechbandes hingerichtete Bereich kann eine Trapezform aufweisen.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn wenigstens die vom Blechband um 90° abgebogenen Bereiche schmaler als die sich daran anschließenden Bereiche ausgebildet sind.
Der erfindungsgemäße Käfig kann auch ohne rechtwinklig abgebogene Seitenringe ausgebildet sein. In diesem Fall werden die Laschen direkt von den Außenkanten des Blechbandes um 90° abgebogen.
Ist eine größere Steifigkeit des Käfigs erforderlich, so können die Seitenkanten des Blechbandes zur Bildung von beiderseitigen Seitenringen um etwa 90° abgebogen sein, so dass die Laschen dann von den Seitenringen um etwa 90° abzubiegen sind.
Um eine bessere Rundheit eines erfindungsgemäßen Käfigs bei dessen Fertigung zu erreichen, können die Seitenringe im Bereich zwischen den Laschen durch Ausnehmungen geschwächt sein.
Zur Anpassung an den Anlauf der Wälzkörper können die Seitenkanten der trapezförmigen Bereiche der Laschen mit konkav verlaufenden Seitenkanten ausgebildet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Mehrere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäß ausgebildeten Käfigs werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Käfig gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
3 einen Teilschnitt gemäß 2 mit Ausnehmungen in den Seitenringen;
4 einen Teilschnitt entsprechend 1 mit einer geänderten Gestaltung der Laschen;
5 einen ganzen Käfig im Schnitt mit Laschen, die parallele Seitenkanten aufweisen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt einen Teilbereich eines erfindungsgemäß ausgebildeten Käfigs für ein Wälzlager im Schnitt. Es ist erkennbar, dass der Käfig aus einem einzigen Blechband hergestellt ist, aus dem zwischen Stegen 1 Taschen 2 ausgestanzt sind, die zur Aufnahme und Außenführung sowie Axialführung von in 2 gezeigten Wälzkörpern 5 dienen. Die Außenkanten 8 des Blechbandes sind senkrecht nach radial innen abgebogen und bilden axial endseitig zwei Seitenringe 3.
Von den Außenkanten 8 der Seitenringe 3 erstrecken sich Laschen 4 im We sentlichen nach axial innen, die im selben Arbeitsgang wie die Taschen 2 am Blechband durch Ausstanzen der Zwischenräume hergestellt sind. Die Laschen 4 sind, von den Seitenringen 3 ausgehend, zunächst um etwa 90° nach axial innen umgebogen und nach einem kurzen axialen Laschenbereich 10 erneut in Richtung zur radialen Innenseite 13 der Stege 1 um etwa 45° umgebogen.
Dieser um etwa 45° gebogene Laschenbereich 14 ist im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel so lang, dass er die Innenseite 13 der Stege 1 berührt, so dass sich die Laschenenden 9 zur Erhöhung der Steifigkeit damit, wie dargestellt, verschweißen lassen.
Die Laschenbereiche 14 sind trapezförmig ausgebildet, wogegen die genannten kurzen Laschenbereiche 10 gegenüber der breiten Basis der trapezförmigen Laschenbereiche 14 schmaler ausgeführt sind, so dass die Wälzkörper 5 einerseits an Führungskanten 6 der Taschen 2 und andererseits an Führungskanten 7 an den trapezförmigen Laschenbereichen 14 geführt werden (2). Aufgrund der sich über die gesamte Länge der Taschen 2 erstreckenden Führungskanten 6 ist die Anlagefläche für die Wälzkörper 5 gegenüber konventionellen gattungsgemäßen Käfigen vergrößert und die Pressung in diesem Bereich vorteilhaft verringert.
Gemäß 3 können die Seitenringe 3 zwischen den Laschen 4 unterschiedlich geformte Ausnehmungen 16, 17 aufweisen, wodurch eine bessere Rundheit des Käfigs bei dessen Fertigung erreicht werden kann.
Die Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 bis 3 nur dadurch, dass die trapezförmigen Laschenbereiche 14 konkave Seitenkanten 18 aufweisen, wodurch im Bereich des Wälzkörperanlaufs eine gute Anpassung an die jeweilig eingesetzten Wälzkörper 5 erreicht wird.
Die Ausführungsform gemäß 5 zeigt einen Käfig, dessen Laschen 4 achsparallele Seitenkanten 15 aufweisen und deren Laschenbereiche 12 im Wesentlichen senkrecht zur radialen Innenseite 13 der Stege 1 gerichtet ist. Die Laschenenden 9 dieser Laschenbereiche 12 können die Innenseite 13 berühren und wahlweise damit verschweißt sein, sie können aber auch einen Abstand zur Innenseite 13 aufweisen.
Nach dem Vorbereiten des Blechbandes durch Ausstanzen der Taschen 2 und der Laschen 4 werden die Laschen 4 und gegebenenfalls die Seitenringe 3 in mehreren Stufen umgebogen, wonach ein Abtrennen auf die für den erforderlichen Durchmesser notwendige Länge erfolgt und das Blechband anschließend zu einem geschlossenen Ring gebogen sowie die Stöße verschweißt werden. Die Fertigung dieser Käfige lässt sich vollautomatisch und somit sehr wirtschaftlich durchführen, wobei diese erfindungsgemäßen Käfige besonders für die Verwendung in Radiallagern für eine Pleuellagerung oder eine Planetenradlagerung geeignet sind.

1: Steg
2: Taschen
3: Seitenringe
4: Laschen
5: Wälzkörper
6: Führungskanten
7: Führungskanten
8: Außenkanten
9: Laschenenden
10: Kurzer Laschenbereich
11: Längerer Laschenbereich
12: Laschenbereich senkrecht zur Innenseite
13: Innenseite
14: Trapezförmiger Laschenbereich
15: parallele Seitenkanten
16: Ausnehmungen
17: Ausnehmungen
18: Konkave Seitenkanten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19740435 A1 [0002]
- DE 102006027692 A1 [0004]

Claims

Käfig für Radiallager mit zylindrischen Wälzkörpern (5) aus einem zu einem geschlossenen Ring gebogenen Blechband mit ausgestanzten Taschen (2) zur Aufnahme und Außenführung sowie Axialführung der Wälzkörper (5) und dazwischen befindlichen Stegen (1), sowie mit radial nach innen verformten Blechbandbereichen (4) zur Halterung und Begrenzung des radialen Spiels der Wälzkörper (5) nach innen, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen verformten Blechbandbereiche aus an den Außenkanten (8) des Blechbandes ausgestanzten und nach innen umgebogenen Laschen (4) bestehen.
Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (4) an den Seitenkanten (8) um etwa 90° und mit einem Abstand vom Blechband kleiner als der Wälzkörperdurchmesser erneut um etwa 90° abgebogen sind.
Käfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Laschenenden (9) bis etwa zur Mitte des Blechbandes erstrecken.
Käfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Laschenbereich (11) etwa parallel zum Blechband erstreckt und ein sich daran anschließender Laschenbereich (12) erneut um etwa 90° in Richtung der radialen Innenseite (13) des Blechbandes abgebogen ist.
Käfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein kurzer Laschenbereich (10) etwa parallel zum Blechband erstreckt und ein sich daran anschließender Laschenbereich (14) um weniger als 90°, vorzugsweise um 45°, abgebogen ist und sich schräg in Richtung der Innenseite (13) des Blechbands erstreckt.
Käfig nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschenenden (9) die Innenseite (13) des Blechbandes berühren.
Käfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschenenden (9) mit der Innenseite (13) des Blechbandes verschweißt sind.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (4) über im Wesentlichen ihre gesamte Länge parallele Seitenkanten (15) aufweisen.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (4) über wenigstens den zur Innenseite (13) des Blechbandes hingerichteten Bereich (14) eine Trapezform aufweisen.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die vom Blechband um 90° abgebogenen Bereiche (10) schmaler als die sich daran anschließenden Bereiche (11, 12; 14) ausgebildet sind.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten (8) des Blechbandes zur Bildung von beiderseitigen Seitenringen (3) um etwa 90° abgebogen sind, und dass die Laschen (4) von den Seitenringen (3) um etwa 90° abgebogen sind.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenringe (3) im Bereich zwischen den Laschen (4) Ausnehmungen (16, 17) aufweisen.
Käfig nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten der trapezförmigen Bereiche (14) der Laschen (4), dem Anlauf der Wälzkörpern (5) entsprechend, mit konkav verlaufenden Seitenkanten (18) ausgebildet sind.