DE102011004103A1

DE102011004103A1 - Mehrreihiges Wälzlager

Info

Publication number: DE102011004103A1
Application number: DE102011004103A
Authority: DE
Inventors: Peter Friedrich; Michael Krüger; Steffen Säbsch; Heinz Schäfers; Matthias Fick; Manfred Winkler; Johannes Enders
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-08-16
Also published as: US8764306B2; US20120207418A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager mit einem Käfig (1, 2) für jede Wälzkörperreihe, der mit dem jeweils benachbarten Käfig (1, 2) lösbar verbunden ist. Zur Erleichterung der Montage und zur Erhöhung der Montagesicherheit ist die lösbare Verbindung zwischen den Käfigen (1, 2) als wenigstens eine Sollbruchstelle (6) ausgebildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager mit einem Käfig für jede Wälzkörperreihe, der mit dem jeweils benachbarten Käfig lösbar verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
In der DE 100 02 026 A1 ist ein derartiges Wälzlager beschrieben. Es handelt sich um eine Radiallagerung mit zwei Reihen von zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere Nadeln, bei der sowohl jede Reihe einen Käfig zur Führung der zugehörigen Wälzkörper aufweist, als auch Mittel zur Lagefixierung der beiden Käfige relativ zueinander in einem vormontierten Lagerzustand vorgesehen sind. Dabei sind die beiden Käfige durch eine von den übrigen Lagerkomponenten unabhängige lösbare Verbindung zur Herstellung eines vormontierten Lagerzustandes unmittelbar miteinander in Verbindung bringbar. Die lösbare Verbindung der Käfige kann als eine Relativbewegungen zulassende, reibschlüssige Klemmverbindung ausgebildet sein, es kann sich aber auch um eine Formschluss-Verbindung in Form eine Steckkupplung in bajonettartiger Form mit einem Rasteingriff oder um eine Clipsverbindung handeln. Auch eine Klebeverbindung kann vorgesehen sein, bei der die Wärmebeständigkeit des Klebstoffs bei Erreichen eines Betriebswertes der Lagertemperatur gegen Null geht.
Der Zweck dieser lösbaren Verbindung zwischen den Käfigen ist es, eine Relativbeweglichkeit der Käfige gegeneinander zu schaffen, um beim Auftreten von Kippmomenten, die ein Verklemmen der Wälzkörper und dadurch Torsionsmomente an den Käfigen verursachen können, diese abzubauen oder ganz zu vermeiden. Des Weiteren soll durch die lösbare Verbindung die Möglichkeit geschaffen werden, die Käfige zu einer Montageeinheit zusammenzufassen, um Montagefehler zu vermeiden.
Mehrreihige Wälzlager in einer Lageranordnung sind außerdem in der DE 10 2008 032 027 A1 beschrieben, die als Rollenlager ausgebildet sind, wobei die Rollen benachbarter Reihen unterschiedlich lang ausgebildet sind. Bei dieser bekannten Lageranordnung handelt es sich um eine Losradlagerung, die im Einzelnen beschrieben ist und deren Inhalt hier vollständig zum Gegenstand der Offenbarung gemacht ist.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem mehrreihigen Wälzlager der eingangs erwähnten Art mit einem Käfig für jede Wälzkörperreihe, der mit dem jeweils benachbarten Käfig lösbar verbunden ist, eine lösbare Verbindung vorzuschlagen, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt und sich als vormontierte Baueinheit sicher handhaben lässt, die sich aber auch leicht trennen lässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die lösbare Verbindung zwischen den Käfigen als wenigstens eine Sollbruchstelle ausgebildet ist.
Diese Art der trennbaren Verbindung ist für die Fertigung und Montage beim Hersteller, aber vor allem beim Transport und der Montage beim Anwender wichtig. Im späteren Einsatz- bzw. Anwendungsfall lässt sich die Verbindung auf einfache Weise trennen, um beispielsweise eine höhere Lebensdauer zu erreichen. Das Lösen der Verbindung nach der Montage kann entweder aktiv durch Trennen der Käfige an der wenigstens einen Sollbruchstelle oder passiv erfolgen.
Das passive Trennen der Verbindung lässt sich dadurch erreichen, dass die wenigstens eine Sollbruchstelle so dimensioniert ist, dass die Käfige zur Montage des Wälzlagers eine handhabbare Montageeinheit darstellen, die wenigstens eine Sollbruchstelle sich im Betrieb des Wälzlagers bei den dann auftretenden Beanspruchungen aber bricht und Relativbewegungen zwischen den Käfigen ermöglicht.
Auf diese Weise werden die Schwierigkeiten der Verwendung von zwei oder mehr einreihigen Käfigen bei der Montage vermieden. Wenn nämlich die einzelnen Käfige nicht zusammenhängen und somit auseinander fallen können, kann es zu Schwierigkeiten und Fehlern kommen, insbesondere können Käfige mit unterschiedlich dimensionierten und/oder geformten Wälzkörpern fehlerhaft verbaut werden, was durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Käfige mit einer Verbindung über wenigstens eine Sollbruchstelle vermieden wird.
Die Käfige können aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein. Wenn die Käfige aus Metall bestehen, können die Käfige mit Wälzkörpertaschen und Sollbruchstellen durch mechanische Bearbeitung hergestellt sein. Die Käfige lassen sich auch als Kunststoffspritzgussteile herstellen, so dass die Wälzkörpertaschen und Sollbruchstellen fertig aus der Spritzgussform fallen.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Sollbruchstelle als wenigstens eine in axial benachbarte Leertaschen der beiden Käfige eingehakte Klammer oder als wenigstens ein die beiden Käfige verbindendes Halteband oder Haltering oder dergleichen ausgebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Das erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers wird nachfolgend in drei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 zwei durch wenigstens eine Sollbruchstelle verbundene Nadellagerkäfige für gleich lange, zylindrische Nadeln,
2 zwei durch wenigstens eine Sollbruchstelle verbundene Käfige mit Wälzkörpertaschen für zylindrische Nadeln unterschiedlicher Länge,
3 ein zweireihiges Schrägkugellager, deren Käfige durch wenigstens eine Sollbruchstelle miteinander verbunden sind.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist eine Teilansicht einer Käfiganordnung für ein zweireihiges Nadellager dargestellt. Die Käfiganordnung besteht aus einem ersten Käfig 1 und einem zweiten Käfig 2, deren Wälzkörpertaschen 3 zwischen jeweils einem Paar Seitenringen 4 und sie verbindenden Querstegen 5 gebildet sind. Die beiden Käfige 1, 2 sind durch mindestens eine Sollbruchstelle 6 miteinander verbunden und lassen sich als vormontierte Einheit mit nicht dargestellten nadelförmigen Wälzkörpern bestücken. Auf diese Weise bilden sie eine vormontierte Baueinheit, wodurch sie für die Montage des Wälzlagers sicher handhabbar ist.
Die Verbindung der beiden Käfige 1, 2 an der wenigstens einen Sollbruchstelle 6 lässt sich entweder aktiv lösen, indem die Sollbruchstelle nach der Montage getrennt wird, oder die Trennung kann passiv erfolgen, wenn die Sollbruchstelle 6 beispielsweise so dimensioniert ist, dass die Käfige 1, 2 zur Montage des Wälzlagers eine handhabbare Montageeinheit darstellen, die wenigstens eine Sollbruchstelle 6 im Betrieb des Wälzlagers bei den dann auftretenden Beanspruchungen aber zerbricht und Relativbewegungen zwischen den Käfigen 1, 2 zulässt. Sinnvollerweise erfolgt das Auftrennen der Sollbruchstelle rückstandsfrei, also ohne ein Freisetzen von frei beweglichen Bruchstücken.
Die in 2 dargestellte Käfiganordnung besteht aus einem ersten Käfig 2, ähnlich wie in 1, und einem zweiten Käfig 7, der mit dem ersten Käfig 2 wiederum über wenigstens eine Sollbruchstelle 6 verbunden ist. Die die Seitenringe 4 des zweiten Käfigs 7 verbindenden Querstege 9 sind kürzer als die Querstege 3 in der Käfige in 1, so dass auch die Wälzkörpertaschen 8 entsprechend kürzer sind und somit zur Aufnahme von kürzeren Wälzkörpern dienen als die, die in die Wälzkörpertaschen 3 einzusetzen sind. Es handelt sich folglich um eine Käfiganordnung, wie sie beispielsweise in 2 der DE 10 2008 032 027 A1 dargestellt ist.
Da die Erfindung nicht auf mehrreihige Rollenlager, insbesondere Nadellager, wie in den 1 und 2 dargestellt, beschränkt ist, zeigt 3 ein zweireihiges Schrägkugellager, wie es in der DE 40 34 270 A1 dargestellt und beschrieben ist. Das zweireihige Schrägkugellager 10 weist einen gemeinsamen Außenring 11 auf, der zwei Kugelreihen 12, 13 radial außen übergreift, von denen die in der Zeichnung linke Reihe 12 kleinere Kugeln aufweist. Ein diesen Kugeln 12 zugeordneter Innenring 14 weist eine Gegenlaufbahn für die Kugelreihe 12 auf, die durch einen Kammkäfig 15 geführt ist. Im Bereich der zweiten Wälzkörperreihe 13 mit den größeren Kugeln ist ein hinsichtlich seiner Wälzkörperlaufbahn im Durchmesser kleinerer Innenring 16 vorgesehen. An diesem Innenring 16 ist eine Nut 17 ausgebildet, in die ein schräg geneigter Haltevorsprung 18 am Kammkäfig 19 eingeschnappt ist.
Die beiden Kammkäfige 15, 19 sind durch wenigstens eine Sollbruchstelle 20 miteinander verbunden, die sich, wie bereits beschrieben, aktiv oder passiv zerbrechen lässt. Durch eine Schulter 21 am ersten Innenring 14 und durch den in die Nut 17 des zweiten Innenrings 16 eingreifenden Haltevorsprung 18 sowie die Sollbruchstelle 20 ergeben sich das zweireihige Schrägkugellager 10 als vormontierte und handhabbare Baueinheit sowie eine große Montagevereinfachung mit unverwechselbaren Einzelteilen.
Nach dem Zerbrechen der Sollbruchstellen 6, 20 ergibt sich eine freie Relativbeweglichkeit der Käfige 1, 2, 7, 13, 15 gegeneinander, wodurch Kippmomente abgebaut oder ganz vermieden werden. Somit lässt sich das erfindungsgemäße mehrreihige Wälzlager den jeweiligen Anwendungsfällen leicht anpassen und führt neben der verbesserten Montagesicherheit zu einer längeren Lebensdauer.
Bezugszeichenliste

1: Erster Käfig
2: Zweiter, axial längerer Käfig
3: Wälzkörpertasche
4: Seitenringe
5: Querstege
6: Sollbruchstelle
7: Zweiter, axial kürzerer Käfig
8: Wälzkörpertasche
9: Querstege
10: Zweireihiges Schrägkugellager
11: Außenring
12: Kugelreihe
13: Kugelreihe
14: Erster Innenring
15: Kammkäfig
16: Zweiter Innenring
17: Nut
18: Haltevorsprung
19: Kammkäfig
20: Sollbruchstelle
21: Schulter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10002026 A1 [0002]
DE 102008032027 A1 [0004, 0018]
DE 4034270 A1 [0019]

Claims

Mehrreihiges Wälzlager mit einem Käfig (1, 2, 7, 15, 19) für jede Wälzkörperreihe, der mit dem jeweils benachbarten Käfig (1, 2, 7, 15, 19) lösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung zwischen den Käfigen (1, 2, 7, 15, 19) als wenigstens eine Sollbruchstelle (6, 20) ausgebildet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sollbruchstelle (6, 20) so dimensioniert ist, dass die Käfige (1, 2, 7, 15, 19) zur Montage des Wälzlagers eine handhabbare Montageeinheit darstellen, die wenigstens eine Sollbruchstelle (6, 20) im Betrieb des Wälzlagers bei den dann auftretenden Beanspruchungen aber zerbricht und Relativbewegungen zwischen den Käfigen (1, 2, 7, 15, 19) zulässt.
Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfige (1, 2, 7, 15, 19) als Kunststoffspritzgussteile hergestellt sind.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper in benachbarten Wälzkörperreihen (12, 13) unterschiedlich dimensioniert und/oder geformt sind.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle als wenigstens eine in axial benachbarte Leertaschen der beiden Käfige eingehakte Klammer oder als wenigstens ein die beiden Käfige verbindendes Halteband oder Haltering oder dergleichen ausgebildet ist.