DE102010005224A1

DE102010005224A1 - Wälzlagerkäfig und Käfighälfte für einen Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE102010005224A1
Application number: DE201010005224
Authority: DE
Inventors: Jan-Rene 91058 Aust; Peter 90513 Schuster
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, umfassend zwei aneinander befestigte Käfighälften. Die Aufgabe, einen aus zwei aneinander angeordneten Käfighälften bestehenden Wälzlagerkäfig anzugeben, bei dem das Befestigen der Käfighälften aneinander einfach auszuführen ist und die Befestigung im Betrieb sicher, allerdings bei Bedarf leicht lösbar ist, wird erfindungsgemäß zumindest teilweise gelöst durch eine Käfighälfte, umfassend ein ringförmiges Korpus (2), an dem in Umfangsrichtung Taschenabschnitte (3, 4) ausgebildet sind, wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Taschenabschnitten (3, 4) ein Steg (5) angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Spannelement (6; 6'), das zwei einander gegenüberstehende, im wesentlichen senkrecht zu einer angrenzenden Fläche des Steges (5) abstehende und elastisch zu einander biegsame Spannlaschen (7, 8) umfasst, wobei jede Spannlasche (7, 8) einen Kantenabschnitt (11, 12) aufweist, und wobei die beiden Spannlaschen (7, 8) über einen Zwischenabschnitt (9) miteinander und mit der angrenzenden Fläche (10) des Steges (5) verbunden sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 sowie eine Käfighälfte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6, insbesondere einen Wälzlagerkäfig, der aus zwei Käfighälften nach Anspruch 9 zusammengesetzt ist.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, einen Wälzlagerkäfig durch Fügen von zwei Käfighälften auszubilden. Die beiden Käfighälften werden beispielsweise mittels Fügeelementen wie Nieten oder mittels einer Schweißverbindung aneinander unlösbar befestigt. Bei der Fügung mittels Fügeelementen ist nachteilig, dass hierzu zusätzliche Elemente, beispielsweise die Nieten, vorgesehen sein müssen. Bei der Fügung mittels der Schweißverbindung ist ungünstig, dass Schweißspritzer entstehen bzw. ein Schweißverzug auftritt. Diese Nachteile treten insbesondere dann auf, wenn das Wälzlager zuerst mit den Wälzkörpern befüllt wird und dann nachträglich die beiden Käfighälften eingeführt werden, die in ihren aus den beiden gegenüberliegenden Taschenabschnitten ausgebildeten Taschen die Wälzkörper aufnehmen.
GB 545,510 A beschreibt einen Wälzlagerkäfig, der zwei aneinander gefügte Käfighälften umfasst, wobei jede der Käfighälften ein ringförmiges Korpus aufweist, an dem in Umfangsrichtung Taschenabschnitte ausgebildet sind, wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Taschenabschnitten ein Steg angeordnet ist. Die beiden Käfighälften werden so zueinander ausgerichtet montiert und aneinander befestigt, dass die Stege aneinander angrenzen und die Taschenabschnitte die Taschen für die kugelförmigen Wälzkörper ausbilden. Zur Befestigung ist ein Clipselement vorgesehen, das einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Boden eine Fläche des einen Steges der ersten Käfighälfte und dessen beide Schenkel die kurzen Kanten der beiden Stege umgreift, wobei die freien Enden des U auf die andere Fläche des Steges der anderen Käfighälfte gelegt und unter Aufbringung von Kraft festgedrückt wird. Eine derartige Befestigung der beiden Käfighälften aneinander lässt sich nicht durchführen, wenn die Wälzkörper bereits zwischen den Lagerringen des Wälzlagers eingeführt sind.
DE 44 26 103 A1 beschreibt einen Wälzlagerkäfig, der zwei aneinander gefügte Käfighälften umfasst, wobei die Käfighälften mittels zusätzlichen Fügeelementen wie Zapfen oder Dübeln aneinander befestigt sind, die die Stege der Käfighälften durchsetzen, und wobei die Fügeelemente zu der Fläche der Stege einen Neigungswinkel aufweisen derart, dass eine gedachte Verlängerung der Fügeelemente auf einen gemeinsamen Schnittpunkt führt, der auf der Drehachse des Korpus des Käfigs liegt.
DE 102 07 595 A1 beschreibt einen Wälzlagerkäfig, dessen Grundkörper aus zwei Käfighälften ausgebildet ist, die mittels einer nicht näher beschriebenen Clipsverbindung gefügt sind.
DE 42 29 136 C1 beschreibt einen Wälzlagerkäfig, der zwei aneinander gefügte Käfighälften umfasst, wobei die beiden Käfighälften mittels zusätzlichen Fügeelementen wie Drähten oder Profilstäben aneinander befestigt sind, und wobei die Drähte bzw. Profilstäbe in Ausnehmungen oder Öffnungen wenigstens einer der beiden Käfighälften angeordnet sind.
Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, den Wälzlagerkäfig aus zwei aneinander befestigten Käfighälften auszubilden, wobei mindestens eine der beiden Käfighälften einen Fügeabschnitt an dem Korpus der Käfighälfte aufweist, der mit dem Korpus der anderen Käfighälfte zusammenwirkt.
DE 932 942 B beschreibt einen Wälzlagerkäfig, der aus zwei aneinander befestigten Käfighälften ausgebildet ist, die mittels eines Schnappverschlusses aneinander befestigt sind. Dazu weist die erste Käfighälfte ein Korpus auf, das sich parallel zu der Drehachse des Käfigs erstreckende Lappen umfasst, wobei in jedem der Lappen eine Führungsnut angeordnet ist, die zu einem Loch in dem Lappen führt. Die andere Käfighälfte weist ebenfalls Lappen auf, die sich im wesentlichen parallel zu der Drehachse des Käfigs erstrecken, wobei in den Lappen eine Zunge angeordnet ist, die mit einer vorstehenden Rippe in Verbindung steht. Das Befestigen der Käfighälften aneinander geschieht derart, dass die Lappen so ausgerichtet werden, dass die Rippe in der Führungsnut derart geführt wird, dass die Zungen in das Loch einrastet, so dass bei einer gegenseitigen Bewegung der Käfighälften in Richtung der Drehachse des Wälzlagerkäfigs eine in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Wälzlagerkäfigs, wirksam werdende, annähernd formschlüssige Verbindung entsteht. Nachteilig ist insbesondere, dass ein langer Verschiebeweg in Richtung der Drehachse des Wälzlagerkäfigs erforderlich ist, damit die Rippe in der Führungsnut geführt werden kann, so dass die Befestigung der Käfighälften aneinander nicht möglich ist, wenn zuvor die Wälzkörper zwischen die beiden Lagerringe eingefügt worden sind. Ungünstig ist weiter, dass in den Lappen hohe mechanische Kräfte auftreten.
DE 287213 A beschreibt einen Wälzlagerkäfig, der zwei aneinander befestigte Käfighälften umfasst, wobei von der ersten Käfighälfte Befestigungslappen in Richtung auf die andere Käfighälfte vorstehen und an der anderen Käfighälfte befestigt werden.
DE 306866 A beschreibt ebenfalls einen Wälzlagerkäfig mit zwei aneinander befestigten Käfighälften, wobei von der ersten Käfighälfte Befestigungslappen an der zweiten Käfighälfte festgelegt werden.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen aus zwei aneinander angeordneten Käfighälften bestehenden Wälzlagerkäfig anzugeben, bei dem das Befestigen der Käfighälften aneinander einfach auszuführen ist und die Befestigung im Betrieb sicher, allerdings bei Bedarf leicht lösbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wälzlagerkäfig nach Anspruch 10 gelöst, der Käfighälften nach Anspruch 1 bzw. nach Anspruch 6 umfasst, insbesondere zwei Käfighälften, deren jede nach Anspruch 9 ausgebildet ist.
Weil das Spreizelement der einen Käfighälfte und das Spannelement der anderen Käfighälfte einander elastisch spannen, weist der Wälzlagerkäfig eine auch während des Betriebes sichere feste Verbindung auf. Diese elastische Spannung tritt während des Betriebes in der Ebene der Fläche des Steges bzw. parallel zu dieser Ebene auf und wirkt damit tangential zu der Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs bzw. radial bezogen auf die Drehachse des Wälzlagerkäfigs, nicht jedoch parallel zu der Drehachse des Wälzlagerkäfigs, entlang derer das Fügen der beiden Käfighälften ausgeführt wird. Ein Lösen der Verbindung der beiden Käfighälften wird dabei unterdrückt, ist aber grundsätzlich möglich, indem gezielt Scherkräfte mit einer Kraftkomponenten in Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs aufgebracht werden.
Die elastischen Kräfte treten nur zwischen dem Spannelement und dem Spreizelement auf und werden in nur sehr geringem Umfang auf die angrenzende Fläche des Steges übertragen, so dass der Wälzlagerkäfig, insbesondere im Bereich der Taschen bzw. der die Taschen ausbildenden Taschenabschnitte der beiden Käfigteile, nur geringe innere mechanische Spannungen aufweist.
Das Spreizelement und das Spannelement können jeweils kleinbauend ausgebildet werden, so dass der Verschiebeweg nur gering ist. Insbesondere lassen sich auf einem einzigen Steg zwei oder mehr Spreiz- oder Spannelemente anordnen, so dass sich die Haltekräfte zwischen den beiden Käfighälften flächig verteilen können.
Das Befestigen der Käfighälften aneinander, wobei die Spreizelemente der einen Käfighälfte mit den Spannelementen der anderen Käfighälfte derart zusammenwirken, dass sich die Spreizelemente und die Spannelemente gegenseitig elastisch verspannen, erfordert keine zusätzlichen Arbeitsgänge wie ein Vernieten bzw. ein Verschweißen der beiden Käfighälften, insbsondere tritt auch kein Materialverzug auf. Weiter lassen sich die Spannelemente und die Spreizelemente relativ zueinander so einstellen und ausgestalten, dass die erforderliche Positioniergenauigkeit bereits erreicht ist, wenn die Spann- und Spreizelemente miteinander zusammenwirken.
Eine der beiden Käfighälften weist ein Spannelement auf, das zwei einander gegenüberstehende, im wesentlichen senkrecht zu einer angrenzenden Fläche des Steges abstehende und elastisch zu einander biegsame Spannlaschen umfasst, wobei jede Spannlasche einen Kantenabschnitt aufweist, und wobei die beiden Spannlaschen über einen Zwischenabschnitt miteinander und mit der angrenzenden Fläche des Steges verbunden sind. Die Spannlaschen lassen sich einfach als Freischnitte aus dem Material der Käfighälfte im Bereich des Steges ausbilden. Insbesondere lassen sich bereits bestehende Käfighälften durch das Ausbilden der Freischnitte umbauen, ohne an der konstruktiven Auslegung der Käfighälfte wesentliche Änderungen vornehmen zu müssen.
Eine der beiden Käfighälften weist ein Spreizelement auf, das zwei Spreizlaschen mit gegenüberliegenden Endabschnitten aufweist, wobei die Spreizlaschen als freigeschnittene Abschnitte ausgebildet sind. Die Spreizlaschen lassen sich ebenfalls als Freischnitte aus dem Material der Käfighälfte ausbilden, ohne die konstruktive Auslegung der Käfighälfte wesentlich ändern zu müssen.
Alternativ zu der Ausbildung des Spannelementes oder des Spreizelementes als Freischnitt besteht die Möglichkeit, das Spannelement bzw. das Spreizelement als zusätzliche Bauteile vorzusehen, die an dem Steg befestigt sind, beispielsweise angeformt bzw. an der Fläche des Steges fest angebracht sind.
Es ist möglich, zwei unterschiedliche Käfighälften vorzusehen, deren erste ausschließlich Spannelemente und deren zweite ausschließlich Spreizelemente aufweist.
Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass eine gleiche Anzahl von Spreizelementen und Spannelementen vorgesehen ist, und dass jedes Spreizelement mit einem der Spannelemente in Umfangsrichtung benachbart ist, so dass die Käfighälften gleichartig ausgebildet sind und sowohl Spannelemente als auch Spreizelemente in gleicher Anzahl umfassen. Das Montieren der beiden Käfighälften geschieht dann derart, dass die erste Käfighälfte in Umfangsrichtung versetzt auf die zweite Käfighälfte gedrückt wird, so dass die Spannelemente mit den Spreizelementen zusammenwirken können.
Alternativ ist vorgesehen, dass die Anzahl der Spannelemente von der Anzahl der Spreizelemente für die eine Käfighälfte voneinander abweicht, so dass es entweder mindestens ein überschüssiges Spannelement oder mindestens ein überschüssiges Spreizelement gibt. Werden zwei derartige, gleichartig ausgestaltete Käfighälften miteinander verbunden, tragen einzelne der überschüssigen Spann- bzw. Spreizelemente zwar nicht zur Verbindung der Käfighälften bei, allerdings lässt sich auch für den Fall, dass die Anzahl der Taschen bzw. Taschenabschnitte jeder Käfighälfte ungeradzahlig ist, eine im wesentlichen symmetrische Verbindung der beiden gleichartigen Käfighälften zu einen Käfig erhalten.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Käfighälfte,
2 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines Spannelementes der in 1 dargestellten Käfighälfte,
3 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines Spreizelementes der in 1 dargestellten Käfighälfte,
4 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs, der aus zwei in 1 bis 3 dargestellten Käfighälften ausgebildet ist,
5 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des in 4 dargestellten Wälzlagerkäfigs mit einer teilweise geschnittenen Ansicht der beiden in 1 bis 3 dargestellten Käfighälften,
6 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs, der aus zwei zweiten Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäßen Käfighälften ausgebildet ist,
7 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Merkmals ,Z’ aus 6, und
8 zeigt eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Käfighälfte.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Käfighälfte 1, die als erste Käfighälfte mit einer in gleicher Weise ausgestalteten, zweiten Käfighälfte zu einem Wälzlagerkäfig verbunden werden kann.
Die Käfighälfte 1 umfasst ein ringförmiges Korpus 2 aus einem bandartigen Material, speziell aus einem Stahlband, wobei an dem Korpus 2 in Umfangsrichtung Taschenabschnitte ausgebildet sind, von denen zwei mit den Bezugszeichen ,3’ und ,4’ ausgewiesen sind, wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Taschenabschnitten 3, 4 ein Steg 5 angeordnet ist. Insgesamt sind sechs Taschenabschnitte 3, 4 vorgesehen, so dass insgesamt auch sechs Stege 5 vorhanden sind.
An dem Steg 5 ist ein Spannelement 6 ausgebildet, das zwei einander gegenüberstehende, im wesentlichen senkrecht zu einer angrenzenden Fläche des Steges 5 abstehende und elastisch zu einander biegsame Spannlaschen 7, 8 umfasst. Die beiden Spannlaschen 7, 8 sind zu einer radialen, also die Drehachse der Käfighälfte 1 bzw. die Drehachse des aus den beiden Käfighälften 1 gebildeten Wälzlagerkäfigs enthaltenden radialen Ebene spiegelsymmetrisch. Die beiden Spannlaschen 7, 8 sind über einen Zwischenabschnitt 9 (2) miteinander und mit der angrenzenden Fläche 10 des Steges 5 verbunden. Jede Spannlasche 7, 8 weist einen Kantenabschnitt 11, 12 auf.
Der Kantenabschnitt 11, 12 der jeweiligen Spannlasche 7, 8 weist von der gegenüberliegenden Spannlasche 7, 8 fort, und Endabschnitte 13, 14 der Spannlaschen 7, 8 weisen aufeinander zu. Die Spannlaschen 7, 8 sind als abschnittsweise freigeschnittene Abschnitte des Korpus 2 der Käfighälfte 1 ausgebildet, bestehen also aus dem Material des Korpus 2 der Käfighälfte 1 und weisen einen in Draufsicht, in einer zu der Umfangsrichtung tangentialen Blickrichtung, einen annähernd viereckigen Umriss mit abgerundeten Ecken auf. An einer verbliebenen, durch den Freischnitt nicht getrennten Basislinie ist die jeweilige Spannlasche 7, 8 mit dem Zwischenabschnitt 9 (2) verbunden.
Die Freischnitte lassen im Bereich des Steges 5 zu einer inneren umlaufen Seitenkante 17 sowie zu einer äußeren umlaufenden Seitenkante 18 des Korpus 2 einen Reststeg 19 bzw. 20, deren jeweilige Erstreckung in radialer Richtung etwas weniger als ca. ein Viertel der radialen Erstreckung des Steges 5 beträgt. Insbesondere werden die umlaufenden Seitenkanten 17, 18 durch die Freischnitte nicht unterbrochen.
Die Käfighälfte 1 weist an drei der sechs Stege jeweils ein Spannelement auf, das wie das mit dem Bezugszeichen ,6’ versehene Spannelement ausgebildet ist, wobei je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Spannelemente die jeweils zu der gleichen Seite des Korpus 2 weisen.
2 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des Spannelementes 6 aus 6, wobei die Schnittebene im wesentlichen tangential zu der Umlauf richtung des Korpus 2 liegt. Die beiden Spannlaschen 7, 8 sind spiegelsymmetrisch zu sich im wesentlichen senkrecht zu der Papierebene erstreckenden radialen Ebene 15, so dass 2 einen Blick in radialer Richtung zeigt. Das Spannelement 6 weist angrenzend an den Zwischenabschnitt 9 abschnittsweise einen annähernd U- oder V-förmigen Querschnitt auf, wobei an dem Boden des U bzw. des V der Zwischenabschnitt 9 angeordnet ist, und wobei die Schenkel des U bzw. des V im wesentlichen annähernd senkrecht von dem Zwischenabschnitt 9 vorstehen.
Die Spannlaschen 7, 8 weichen im Bereich der Kantenabschnitte 11, 12 bzw. der aufeinander zu weisenden Endabschnitte 13, 14 von dem ansonsten geraden Schenkeln des U bzw. des V ab. Der jeweilige Kantenabschnitt 11, 12 ist – bezogen auf die Ebene 10 des Steges 5 als Referenzebene – bei ca. zwei Dritteln der Länge der Spannlaschen 7, 8 angeordnet, so dass der Endabschnitt 13, 14 etwas weniger als das letzte Drittel der Länge der Spannlasche 7, 8 umfasst. Die Kantenabschnitte 11, 12 sind, bezogen auf die Fläche 10, auf annähernd gleicher Höhe angeordnet. Jede der Spannlaschen 7, 8 weist eine Gesamterstreckung auf, die ca. ein Drittel der Erstreckung des Steges 5 in Umfangsrichtung beträgt.
Der von der jeweils gegenüberliegenden Spannlasche 7, 8 fort gerichtete Kantenabschnitt 11, 12 bildet eine sich entlang der radialen Richtung, bezogen auf die Drehachse der ersten Käfighälfte 1, erstreckende Hohlkehle aus, die in 2 nur für die Spannlasche 8 mit dem Bezugszeichen ,16’ versehen ist.
1, zeigt, dass an drei der insgesamt sechs Stege je ein Spannelement wie das für den Steg 5 näher beschriebene Spannelement 6 vorgesehen ist. An den weiteren drei Stegen, von denen einer mit dem Bezugszeichen ,21’ versehen ist, ist jeweils ein Spreizelement vorgesehen, wobei eines der drei gleichartig ausgebildeten Spreizelemente mit dem Bezugszeichen ,22’ ausgewiesen ist.
3 zeigt das Spreizelement 22 aus 1 in einer teilweise geschnittenen Ansicht, die der von 2 entspricht. Das Spreizelement 22 weist zwei Spreizlaschen 23, 24 mit gegenüberliegenden Endabschnitten 25, 26 aufweist, wobei die Spreizlaschen 23, 24 als freigeschnittene Abschnitte aus dem Material des Korpus 2 der Käfighälfte 1 ausgebildet sind. Dabei sind die Endabschnitte 25, 26 der beiden Spreizlaschen 23, 24 gleichsinnig um annähernd den gleichen Betrag aufgebogen ausgebildet und stehen über eine angrenzende Fläche 27 des Steges 21 um einen Betrag über, der etwa der Dicke des Materials des Korpus 2 im Bereich des Steges 21 entspricht. Die aufgebogenen Endabschnitte 25, 26 weisen einen Abstand in Umfangsrichtung zueinander auf, der dem ca. Drei- bis Vierfachen der Dicke des Materials des Korpus 2 entspricht.
Die in 3 dargestellten Freischnitte bzw. Spreizlaschen 23, 24 weisen einen in einer Blickrichtung tangential zu der Umlaufrichtung annähernd viereckigen Umriss auf und gehen an einer durch den Freischnitt nicht durchtrennten Basislinie 30 (1) unmittelbar in die angrenzende Fläche 27 des Steges 21 über. Die beiden Spreizlaschen 23, 24 weisen mit den Endabschnitten 25, 25 aufeinander zu und sind im wesentlichen innerhalb der Ebene der Fläche 27 des Steges 21 ausgerichtet, stehen also nur im Bereich der Endabschnitte 25, 26 erkennbar über die Ebene 27 vor.
Die die Spreizlaschen 23, 24 bildenden Freischnitte erfassen in Umfangsrichtung des Korpus 2 ca. die Hälfte der Erstreckung des Steges 21 und lassen zu den umlaufenden Seitenkanten 17, 18 jeweils Reststege 28, 29 (1), deren radiale Erstreckung annähernd jeweils ein Viertel der radialen Erstreckung des Steges 21 beträgt. Die Spreizlaschen 23, 24 unterbrechen die umlaufenden Seitenkanten 17, 18 nicht.
1 lässt erkennen, dass die drei Spreizelemente zu der einen Seite des Korpus 2 und die drei Spannelemente zu der anderen Seite des bandförmigen Korpus 2 der Käfighälfte 1 vorstehen. Weiter zeigt 1, dass in Umfangsrichtung die Spreizelemente und die Spannelemente einander abwechselnd und in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, so dass insbesondere jedes Spreizelement mit einem der Spannelemente in Umfangsrichtung benachbart ist.
4 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Wälzlagerkäfigs, der aus zwei Käfighälften, wie in 1 bis 3 dargestellt, ausgebildet ist, wobei die beiden Käfighälften 1, 31 gleichartig aufgebaut sind. Der Wälzlagerkäfig wurde derart ausgebildet, dass ausgehend von der in 1 dargestellten ersten Käfighälfte 1 eine gleichartige zweite Käfighälfte 31 bereitgestellt wurde und die zweite Käfighälfte 31 zu der ersten Käfighälfte 1 so ausgerichtet wurde, dass die Spreizelemente 22 der zweiten Käfighälfte 31 den Spannelementen 6 der ersten Käfighälfte 1 gegenüber stehen. Im folgenden wurden die beiden Käfighälften 1, 31 entlang der gemeinsamen Drehachse der beiden Käfighälften 1, 31 verschoben, so dass das jeweilige Spannelement 6 durch die zwischen den Spreizlaschen 23, 24 bzw. deren Endabschnitten 25, 26 gelassene Öffnung durchgeführt wurden (5). Dabei wurden die Spreizlaschen 23, 24 elastisch verformt, so dass sie von einander fort gedrückt wurden, insbesondere durch die Kantenabschnitte 11, 12 der beiden Spannlaschen 7, 8 des Spannelementes 6. Abschließend liegen die Endabschnitte 25, 26 in der Hohlkehle 16 der Kantenabschnitte 11, 12 an. Dabei verspannen die Spreizlaschen 23, 24 die jeweiligen Spannlaschen 7, 8 entgegen deren Vorspannrichtung. Gleichzeitig sind die Spreizlaschen 23, 24 ebenfalls mechanisch gespannt. Insgesamt ist der Wälzlagerkäfig dadurch ausgezeichnet, dass das Spreizelement 22 der einen Käfighälfte 31 und das Spannelement 6 der anderen Käfighälfte 1 einander elastisch spannen. Speziell ist ermöglicht, dass die Endabschnitte 25, 26 der Spreizlaschen 23, 24 an den Kantenabschnitten 11, 12 der Spannlaschen 7, 8 elastisch gespannt anliegen.
Zur Ausbildung der elastischen Spannung ist dabei vorgesehen, dass die Spreizlaschen 23, 24 nicht nur einander, sondern auch den Spannlaschen 7, 8 in Umfangsrichtung gegenüberliegen. Eine im wesentlichen tangential zu der Umfangsrichtung des Korpus 2 der beiden mit einander verbundenen Käfighälften 1, 31 wird dadurch aufgebaut, dass die Spannlaschen 7, 8 zwischen den Spreizlaschen 23, 24 angeordnet sind, wobei die Spreizlaschen 23, 24 sich an dem Steg 21 der zweiten Käfighälfte 31 sowie an den Kantenabschnitten 11, 12 der mit der ersten Käfighälfte 1 mittels des Zwischenabschnittes 9 fest verbundenen Spannlaschen 7, 8 des Spannelementes 6 abstützen. Dabei werden die Spannlaschen 7, 8 aufeinander zu gedrückt, entgegen deren Ruhestellung. Hierzu ist in der in 2 dargestellten, ungespannten Ruhestellung ein Abstand der Kantenabschnitte 11, 12 der Spannlaschen 7, 8 größer als ein Abstand zwischen den Endabschnitten 25, 26 der Spreizlaschen 23, 24 in der in 3 dargestellten, ungespannten Ruhestellung der Spreizlaschen 23, 24, so dass die Endabschnitte 25, 26 der Spreizlaschen 23, 24 nur unter elastischer Verspannung an den Kantenabschnitten 11, 12 der Spannlaschen 7, 8 unter weiterer elastischer Verspannung der Spannlaschen 7, 8 anliegen können. Die aufeinander zu weisenden Endabschnitte 13, 14 der Spannlaschen 7, 8 erleichtern ein Einführen der Spannlaschen 7, 8 in den Zwischenraum zwischen den Endabschnitten 25, 26 der Spreizlaschen 23, 24 ebenso wie die Tatsache, dass die Endabschnitte 25, 26 der Spreizlaschen 23, 24 über die angrenzende Fläche 27 des Steges 21 und damit entgegen der Einführrichtung der Spreizlaschen 23, 24 aufgebogen sind.
Zum Lösen der durch die zusammenwirkenden Spannelemente 6 und Spreizelemente 22 ausgebildeten Verbindung der beiden Käfighälften 1, 31 ist erforderlich, die Endabschnitte 25, 26 der Spreizlaschen 23, 24 weiter zu verspannen, um diese entlang der Kantenabschnitte 11, 12 der Spannlaschen 7, 8 zu drücken, wobei die Spannlaschen 7, 8 in ihre Ruhestellung zurückfedern, also den gegenseitigen Abstand zu vergrößern versuchen und den Betrag, um den die Endabschnitte 25, 26 der Spreizlaschen elastisch zu verbiegen sind, zusätzlich erhöhen. Hierzu ist eine Kraft insbesondere in einer Richtung entlang der Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs erforderlich, die in normalen Betrieb nicht auftritt, durch einen menschlichen Bediener allerdings aufgebracht werden kann, so dass die Verbindung bei Bedarf lösbar ist und die beiden Käfighälften 1, 31 wieder verwertbar sind.
Bei der Beschreibung des in 6 und 7 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels sollen vor allem die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel herausgestellt werden. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder in ihrer technischen Wirkung vergleichbare Elemente.
6 zeigt eine Wälzlagerkäfig, der aus zwei aneinander befestigten Käfighälften 1, 31 ausgebildet ist, wobei sich im Vergleich zu der Darstellung aus 1 bzw. 4 die Ausbildung und Ausrichtung der Spannelemente 6' bzw. der Spannlaschen 22' geändert hat.
6 zeigt, dass das Spreizelement 22' der einen Käfighälfte 31 und das Spannelement 6' der anderen Käfighälfte 1 einander elastisch spannen. Hierbei sind die Spreizlaschen 23', 24' zwischen den Spannlaschen 7', 8' angeordnet (7). Die Endabschnitte 25', 26' der Spreizlaschen 23', 24' liegen an den auf die gegenüberliegende Spannlasche 7', 8' weisenden Kantenabschnitten 11', 12' an. Die Endabschnitte 13', 14' der Spannlaschen 7', 8' weisen voneinander fort, um ein Einführen der Spreizlaschen 23', 24' zwischen die Spannlaschen 7', 8' zu erleichtern. Die Spreizlaschen 23', 24' sind dabei über einen mittigen Abschnitt 32 (7) untereinander und mit der angrenzenden Fläche des Steges verbunden, von dem aus die Endabschnitte 25', 26' zu beiden Seiten abstehen. Dabei liegen die Spreizlaschen 22' und die Spannlaschen 6' einander in einer radialen Richtung, bezogen auf eine Drehachse des Korpus 2, gegenüber.
Zur Ausbildung der Spannlaschen 22' als Freischnitte ist vorgesehen, dass der Endabschnitt 25', 26' einer Spreizlasche 23', 24' als freigeschnittener Abschnitt einer Seitenkante 17, 18 des Korpus 2 ausgebildet ist. Dabei umlaufen die Seitenkanten 17, 18 das Korpus nicht mehr vollständig, sondern sind durch beispielsweise radial gerichtete Einschnitte im Bereich des Steges 21 unterbrochen, so dass die aufgebogenen Spreizlaschen 23', 24' einen durch die Einschnitte getrennten Abschnitt der Seitenkante 17, 18 umfasst, speziell werden die Endabschnitte 25', 26' durch den mittels der Einschnitte abgetrennten Abschnitt der Seitenkante 17, 18 gebildet.
8 zeigt eine Ansicht auf eine Käfighälfte 1 eines dritten Ausführungsbeispiels, wobei die Käfighälfte 1 insgesamt eine ungerade Anzahl von Taschenabschnitten, nämlich drei Taschenabschnitte 33a, 33b und 33c aufweist, wobei die drei gleich ausgestalteten Taschenabschnitte 33a, b, c drei Stege 34a, b, c abgrenzen. Auf dem ersten Steg 34a sind zwei Spreizelemente 22a, 22b vorgesehen, auf dem zweiten Steg 34b ein Spreizelement 34c sowie ein Spannelement 6b und auf dem dritten Steg 34c ein viertes Spreizelement 22d sowie ein zweites Spannelement 6a. Insgesamt sind vier Spreizelemente 22a, b, c, d und nur zwei Spannelemente 6a, b vorgesehen, so dass zwei überschüssige Spreizelemente vorhanden sind. Die Spannlaschen der Spannelemente 6a, b sowie die Spreizlaschen der Spreizelemente 22a, b, c, d weisen in der Papierebene nach unten, so dass 8 eine Untenansicht zeigt. Die Käfighälfte 1 lässt sich mit einer gleichartigen zweiten Käfighälfte verbinden, deren Spannlaschen bzw. Spreizlaschen auf die in 8 dargestellte Fläche der Käfighälfte 1 weist, wenn die zweite Käfighälfte um 120° gedreht mit der Käfighälfte 1 verbunden wird. In dem Verbund der Käfighälfte 1 mit der zweiten Käfighälfte wirkt beispielsweise das vierte Spreizelement 22d der ersten Käfighälfte 1 mit dem Spannelement 6a der zweiten Käfighälfte zusammen, das Spannelement 6a der ersten Käfighälfte 1 mit dem Spreizelement 22d der zweiten Käfighälfte, das Spreizelement 22b der ersten Käfighälfte 1 mit den Spannelement 6b der zweiten Käfighälfte, das Spannelement 6b der ersten Käfighälfte 1 mit dem Spreizelement 22b der zweiten Käfighälfte, sowie das Spreizelement 22a der ersten Käfighälfte 1 mit dem Spreizelement 22c der zweiten Käfighälfte, und schließlich das Spreizelement 22c der ersten Käfighälfte 1 mit dem Spreizelement 22a der zweiten Käfighälfte. Die zwei miteinander zusammenwirkenden Spreizelemente 22a, c der beiden Käfighälften bieten einen nur sehr losen, leicht lösbaren Verbund der beiden Käfighälften. Im übrigen greift insgesamt viermal ein Spreizelement der einen Käfighälfte mit einem Spannelement der anderen Käfighälfte zusammen, so dass die drei Stege 34a, b, c vierfach verbunden sind. Auf einem der drei Stege, nämlich dem Steg 34c der ersten Käfighälfte bzw. dem Steg 34c der zweiten Käfighälfte, bildet sich ein doppelter Verbund zwischen Spreiz- und Spannelement aus. Zu beiden Seiten der dem Steg 34c gegenüberliegenden Taschenhälfte 33b der ersten bzw. zweiten Käfighälfte ist beidseits je ein Verbund aus einem Spann- und einem Spreizelement ausgebildet. Das vorstehend beschriebene dritte Ausführungsbeispiel zeigt, dass auch für eine ungerade Anzahl von Taschenhälften der Käfigstege sich eine fester Verbund erzielen lässt, wobei sogar mehr Verbunde zwischen Spreiz- und Spannelementen auftreten können als Taschenhälften pro Käfighälfte vorgesehen sind.
Bei den vorstehend beschriebenen ersten beiden Ausführungsbeispielen war auf jedem Steg 5, 21 jeweils nur ein Spannelement 6, 6' bzw. ein Spreizelement 22, 22' angeordnet. Es versteht sich, dass mehr als ein Spann- bzw. Spreizelement vorgesehen sein kann. Insbesondere können die einzelnen Spann- bzw. Spreizelemente einen deutlich geringeren Bruchteil der Fläche des Steges 5, 21 einnehmen, beispielsweise nur ca. ein Zehntel der Fläche. Es versteht sich weiter, dass nicht auf jedem Steg ein Spann- bzw. ein Spreizelement vorgesehen sein muss.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren auf jeder Käfighälfte 1, 31 sowohl Spannelemente 6, 6' als auch Spreizelemente 22, 22' vorgesehen. Es versteht sich, dass auf der einen Käfighälfte ausschließlich Spannelemente 6, 6' und auf der anderen Käfighälfte ausschließlich Spreizelemente 22, 22' vorgesehen sein können.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wiesen die Spannlaschen 7, 7', 8, 8' sowie die Spreizlaschen 23, 23', 24, 24' jeweils gerade Kanten an den Endabschnitten 13, 13', 14, 14' bzw. 25, 25', 26, 26' auf. Es versteht sich, dass die Spann- bzw. Spreizlaschen eine Kontur aufweisen können, beispielweise können die Spreiz- bzw. Spannlaschen gekrümmt ausgebildet sein, wobei die beispielsweise konvex gekrümmte Spannlasche außen bzw. innen an der komplementär-konvex gekrümmten Spreizlasche anliegt. Die elastische Energie der gespannten Spreizlasche bzw. Spannlasche kann durch eine Sicke verstärkt sein, wobei die Sicke sich bei den Spreizlaschen entlang deren Erstreckung bzw. bei den Spannlaschen zwischen dem Zwischenabschnitt 9 und den Kantenabschnitten 11, 12, 11', 12' erstreckt. Es versteht sich weiter, dass die Spreiz- bzw. die Spannlaschen auch einen von der viereckigen Kontur abweichenden Umriss aufweisen können.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren die Spannlaschen 7, 8, 7', 8' jeweils als Freischnitte aus dem Material des Korpus 2 der Käfighälfte 1, 31 ausgebildet und bestanden damit aus dem gleichen, als elastisch biegsam angenommenen Material der Käfighälfte 1, 31. Es versteht sich, dass die Spannlaschen 7, 8, 7', 8' durch ein zusätzliches Element ausgebildet sein können, das auf der Käfighälfte befestigt ist, beispielsweise ein Spannelement 6, 6', das aus Kunststoff oder einem Metall wie Edelstahl besteht, wobei das Spannelement in diesem Fall im Bereich des Steges 5, 21 befestigt ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Zwischenabschnitt 9 aus einem anderen Material als die Spannlaschen 7, 8, 7', 8' besteht. Insbesondere können die Spannlaschen aus einem Kunststoff gefertigt sein, während der Zwischenabschnitt 9 aus einem Metall besteht, an das der Kunststoff angeformt ist. Ebenso kann für die Spreizlaschen 23, 24, 23', 24' vorgesehen sein, dass diese als Freischnitte nicht des Korpus 2 der Käfighälfte 1, 31, sondern als Freischnitte eines zusätzlichen Elementes ausgebildet sind, wobei das zusätzliche Element an dem Steg 21 befestigt ist.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand zweier Käfighälften 1, 31 beschrieben, deren Korpus 2 als flaches Band aus Stahl ausgebildet war. Es versteht sich, dass das Korpus auch eine anderen Gestalt aufweisen kann, beispielsweise die eines im wesentichen hohlzylindrischen Rings, an dessen Stirnfläche die Taschenabschnitte ausgebildet sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen standen die Spannlaschen 7, 7', 8, 8' der Spannelemente 6, 6', 6a, 6b im wesentlichen unter einem rechten Winkel bezogen auf die Ebene der Stege 5, 34a, b, c ab. Es versteht sich, dass die Spannlaschen auch gegen die Spannung der Spreizelemente 22, 22', 22a, b, c, d von Hand so gebogen sein können, dass die Spannlaschen im wesentlichen parallel zu dem Steg ausgerichtet sind; weiter können die Spannlaschen so gebogen und verformt sein, dass die Enden der Spannlaschen auf die Stege weisen bzw. die Stege berühren. Hierbei werden die Spannlaschen in einer Weise verformt, dass ein zufälliges Lösen des Verbundes der beiden Käfighälften ausgeschlossen ist, und ein menschlicher Bediener die Verformung der Spannlaschen rückgäng machen muss, um den Verbund der beiden Käfighälften lösbar machen zu können.
Bezugszeichenliste

1: Käfighälfte
2: Korpus der Käfighälfte
3: Taschenabschnitt
4: Taschenabschnitt
5: Steg
6, 6, 6a, 6b': Spannelement
7, 7': Spannlasche
8, 8': Spannlasche
9: Zwischenabschnitt des Steges 5
10: Fläche des Steges 5
11, 11': Kantenabschnitt der Spannlasche 7
12, 12': Kantenabschnitt der Spannlasche 8
13, 13': Endabschnitt der Spannlasche 7
14, 14': Endabschnitt der Spannlasche 8
15: radiale Ebene
16: Hohlkehle
17: innere Seitenkante des Korpus 2
18: äußere Seitenkante des Korpus 2
19: Reststeg
20: Reststeg
21: weiterer Steg
22, 22', 22a, b, c, d: Spreizelement
23, 23': Spreizlasche
24, 24': Spreizlasche
25, 25': Endabschnitt der Spreizlasche 23
26, 26': Endabschnitt der Spreizlasche 24
27: Fläche
28: Reststeg
29: Reststeg
30: Basislinie
31: zweite Käfighälfte
32: mittiger Abschnitt
33a, b, c: Taschenabschnitt
34a, b, c: Steg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 545510 A [0003]
DE 4426103 A1 [0004]
DE 10207595 A1 [0005]
DE 4229136 C1 [0006]
DE 932942 B [0008]
DE 287213 A [0009]
DE 306866 A [0010]

Claims

Käfighälfte für einen Wälzlagerkäfig, umfassend ein ringförmiges Korpus (2), an dem in Umfangsrichtung Taschenabschnitte (3, 4) ausgebildet sind, wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Taschenabschnitten (3, 4) ein Steg (5) angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Spannelement (6; 6'; 6a, 6b), das zwei einander gegenüberstehende, im wesentlichen senkrecht zu einer angrenzenden Fläche des Steges (5) abstehende und elastisch zu einander biegsame Spannlaschen (7, 8; 7', 8') umfasst, wobei jede Spannlasche (7, 8; 7', 8') einen Kantenabschnitt (11, 12; 11', 12') aufweist, und wobei die beiden Spannlaschen (7, 8; 7', 8') über einen Zwischenabschnitt (9) miteinander und mit der angrenzenden Fläche (10) des Steges (5) verbunden sind.
Käfighälfte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kantenabschnitt (11, 12) der jeweiligen Spannlasche (7, 8) von der gegenüberliegenden Spannlasche (7, 8) fort weist, und dass Endabschnitte (13, 14) der Spannlaschen (7, 8) aufeinander zu weisen.
Käfighälfte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kantenabschnitt (11', 12') der jeweiligen Spannlasche (7', 8') zu der gegenüberliegenden Spannlasche hin weist, und dass Endabschnitte (13', 14') der Spannlaschen (7', 8') von einander fort weisen.
Käfighälfte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannlaschen (7, 8; 7', 8') als abschnittsweise freigeschnittene Abschnitte des Korpus (2) des Käfigs ausgebildet sind.
Käfighälfte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Umfangsrichtung benachbarte Spannelemente (6; 6a, 6b) zu der gleichen Seite des Korpus (2) weisen.
Käfighälfte für einen Wälzlagerkäfig, umfassend ein ringförmiges Korpus (2), an dem in Umfangsrichtung Taschenabschnitte (3) ausgebildet sind, wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Taschenabschnitten (3) ein Steg (21) angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Spreizelement (22; 22'; 22a, b, c, d), das zwei Spreizlaschen (23, 24; 23', 24') mit gegenüberliegenden Endabschnitten (25, 26; 25', 26') aufweist, wobei die Spreizlaschen (23, 24; 23', 24') als freigeschnittene Abschnitte ausgebildet sind.
Käfighälfte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (25, 26; 25', 26') der Spreizlaschen (23, 24; 23', 24') über eine angrenzende Fläche (27) des Steges (21) aufgebogen überstehen.
Käfighälfte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (25', 26') einer Spreizlasche (23', 24') als freigeschnittener Abschnitt einer Seitenkante (17, 18) des Korpus (2) ausgebildet ist.
Käfighälfte nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleiche Anzahl von Spreizelementen (22; 22') und Spannelementen (6; 6') vorgesehen ist, und dass jedes Spreizelement mit einem der Spannelemente in Umfangsrichtung benachbart ist.
Wälzlagerkäfig, umfassend zwei aneinander befestigte Käfighälften nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere zwei aneinander befestigte Käfighälften (1, 31), die jeweils nach Anspruch 9 ausgebildet sind, wobei das Spreizelement (22; 22'; 22a, b, c, d) der einen Käfighälfte (31) und das Spannelement (6; 6'; 6a, 6b) der anderen Käfighälfte (1) einander elastisch spannen.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (25, 26) der Spreizlaschen (23, 24) an den Kantenabschnitten (11, 12) der Spannlaschen (7, 8) elastisch gespannt anliegen.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannlaschen (7, 8) zwischen den Spreizlaschen (23, 24) angeordnet sind.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Spreizlaschen (23, 24) und die Spannlaschen (7, 8) einander in Umfangsrichtung gegenüberliegen.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizlaschen (23', 24') zwischen den Spannlaschen (7', 8') angeordnet sind.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizlaschen (23') und die Spannlaschen (7') einander in einer radialen Richtung, bezogen auf eine Drehachse des Korpus (2), gegenüberliegen.