DE102011088720A1

DE102011088720A1 - Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE102011088720A1
Application number: DE102011088720A
Authority: DE
Inventors: Felix Hofbauer; Stefan Kellner; Rainer Schröder
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1) mit einem Käfigring (2) sowie einer Vielzahl von Trennstegen (3), die von dem Käfigring (2) abstehen und zusammen mit dem Käfigring (2) Taschen (5) zur Aufnahme von Wälzkörpern bilden. Erfindungsgemäß ist der Wälzlagerkäfig (1) gekennzeichnet durch mehrere von dem Käfigring (2) und den Trennstegen (3) separat ausgebildete Haltebügel (6), wobei die Haltebügel (6) an dem Käfigring (2) abgewandten Enden der Trennstege (3) befestigt sind und eine oder zwei zu dem jeweiligen Trennsteg (3) benachbarte Tasche (5) bzw. Taschen (5) in Umfangsrichtung hintergreifen, um ein Herausfallen von in den Taschen (5) aufzunehmende Wälzkörper zu verhindern.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig mit einem Käfigring sowie einer Vielzahl von Trennstegen, die von dem Käfigring abstehen und zusammen mit dem Käfigring Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern bilden.
Derartige Wälzlagerkäfige können beispielsweise als sogenannte Kammkäfige für Radialpendelrollenlager ausgebildet sein. Das Bestücken der Kammkäfige mit Wälzkörpern erfolgt, indem die Wälzkörper axial zwischen zwei Trennstege in die Taschen geschoben werden. Um ein Herausfallen der Wälzkörper zu verhindern, weist der Innenring von Radialpendelrollenlagern, die einen Kammkäfig einsetzen, typischerweise axial beidseitig der Laufbahnen Borde auf. Einerseits ist die Herstellung eines Innenringes mit Borden aufwendig und somit teuer. Andererseits müssen die Wälzkörper beim Einsetzen in den bereits auf den Innenring geschobenen Kammkäfig über die Borde gedrückt werden. Trotz einer gewissen Elastizität des Kammkäfigs sind hierbei Beschädigungen an den Wälzflächen der Wälzkörper nicht auszuschließen.
Aus der US2611670A ist Doppelkammkäfig eines Radialpendelrollenlagers bekannt, der einen axial mittig angeordneten Käfigring mit einer Vielzahl von Trennstegen aufweist, die axial zu beiden Seiten des Käfigringes abstehen und Taschen für Wälzkörper ausbilden. Um ein Herausfallen der Wälzkörper aus dem Radialpendelrollenlager, dessen Innenring keine Borde aufweist, zu verhindern, schlägt die US2611670A vor, an dem Käfigring abgewandten Enden der Trennstege verformbare Bereiche vorzusehen, die nach dem Einsetzen der Wälzkörper plastisch verformt werden können und dabei die eingesetzten Wälzkörper umfänglich hintergreifen. Nachteilig bei der Lösung der US2611670A ist, dass der Wälzlagerkäfig aufwendig herzustellen ist, dass die Wälzkörper aus dem Wälzlagerkäfig kaum zu entnehmen sind, ohne dass der Wälzlagerkäfig aufgrund der wiederholten plastischen Verformung beschädigt wird und dass durch die verformten Bereiche ein nur ungenügend definierter Kontakt zwischen Wälzkörper und dem verformten Bereich entsteht.
Aus der US3547504A ist Wälzlagerkäfig eines Pendelrollenlagers bekannt, der aus zwei identischen, separaten Käfigeinheiten besteht, wobei jede Käfigeinheit einen Käfigring mit einer Vielzahl von daran angeordneter und axial abstehender Trennstege aufweist. Ein Herausfallen der Wälzkörper aus dem dazugehörigen Radialpendelrollenlager, dessen Innenring frei von Borden ist, soll gemäß der US3547504A durch einen geschlossenen, konzentrisch zur Lagerachse positionierten Ring erfolgen, der mit den Trennstegen verschraubt wird. Nachteilig bei dem Wälzlagerkäfig der US3547504A ist, dass die Herstellung eines entsprechenden Ringes sehr aufwendig und teuer ist, ebenso wie das Bohren der Gewinde bzw. Bereitstellen entsprechender Schrauben, und darüber hinaus für jeden Lagerdurchmesser ein unterschiedlicher Ring benötigt wird und schließlich die Montage durch die hohe Anzahl an Verschraubungen aufwendig ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wälzlagerkäfig bereitzustellen, der ein Herausfallen von in dem Wälzlagerkäfig aufzunehmender Wälzkörper sicher verhindert, der einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und der eine einfache Montage und Demontage eines den Wälzlagerkäfig verwendenden Wälzlagers ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Demzufolge ist ein gattungsgemäßer Wälzlagerkäfig gekennzeichnet durch mehrere von dem Käfigring und den Trennstegen separat ausgebildete Haltebügel, wobei die Haltebügel an dem Käfigring abgewandten Enden der Trennstege befestigt sind und eine oder zwei zu dem jeweiligen Trennsteg benachbarte Tasche bzw. Taschen in Umfangsrichtung hintergreifen, um ein Herausfallen von in den Taschen aufzunehmende Wälzkörper zu verhindern.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt dabei in der Kombination von einerseits dem Einsatz mehrerer Haltelemente in Form von Haltebügeln anstelle eines einzigen Halteringes wie aus dem Stand der Technik bekannt und andererseits in dem Einsatz separat ausgebildeter Haltebügel.
Durch die separat ausgebildeten Haltebügel wird eine einfache und beliebig oft wiederholbare Montage und Demontage des Wälzlagerkäfigs ermöglicht und ein Kontakt zwischen den Wälzkörpern und den Haltebügeln im Betrieb des Wälzlagers zuverlässig vermieden, da eine genau definierte Geometrie an den Endbereichen der Trennstege vorliegt. Auch können unterschiedliche auf die jeweiligen Beanspruchungen hin optimierte Werkstoffe für Käfigring und Trennstege einerseits und Haltebügel andererseits verwendet werden.
Indem mehrere voneinander unabhängige Haltebügel eingesetzt werden, wird gegenüber einem einzigen Haltering ein wesentlich einfacherer und kostengünstiger Aufbau ermöglicht. So können insbesondere die gleichen Haltebügel für Wälzlagerkäfige mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet werden.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Haltebügel formschlüssig, insbesondere durch eine Clips-Verbindung, mit den Trennstegen verbunden sind. Da im Betrieb ein Kontaktieren der Haltebügel durch die Wälzkörper bei beispielsweise einem Radialpendelrollenlager nicht vorgesehen ist, stellt eine Clips-Verbindung, bei der ein Hakenelement des Haltebügels in eine korrespondierende Ausnehmung eines Trennsteges beim Aufsetzen des Haltebügels einschnappt, eine einfache und zugleich ausreichende Befestigungsvariante dar. Insbesondere kann z.B. vorgesehen sein, dass die Haltebügel einen ersten Haltestift mit einem Vorsprung aufweisen, wobei der Vorsprung in eine korrespondierende Ausnehmung auf einer ersten Oberfläche der Trennstege eingreift, und einen zweiten Haltestift aufweisen, der eine zweite Oberfläche der Trennstege, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, hintergreift. Die Ausnehmung kann z.B. durch eine umfänglich verlaufende Nut auf der ersten Oberfläche des Trennsteges gebildet werden. Denkbar ist selbstverständlich auch, auf sowohl der ersten als auch der zweiten Oberfläche des Trennsteges jeweils eine Ausnehmung vorzusehen sowie an beiden Haltestiften jeweils einen zu den Ausnehmungen korrespondieren Vorsprung auszubilden. Im Rahmen der Erfindung liegt auch, an den Trennstegen jeweils eine oder zwei Vorsprünge anzuordnen, die in eine oder zwei Ausnehmungen an (Stiften) der Haltebügel formschlüssig eingreifen können.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Haltebügel kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit den Trennstegen verbunden sind. So können die Haltebügel (zusätzlich) mit den Stegen verschraubt und/oder verklebt werden.
Die erfindungsgemäßen Haltebügel können vorteilhafterweise mit herkömmlichen Wälzlagerkäfigen, z.B. Kammkäfigen von Radialpendelrollenlagern, kombiniert werden, ohne dass hierzu aufwendige Modifikationen oder Neugestaltungen der Käfige erforderlich sind. Beispielsweise können an herkömmlichen Kammkäfigen durch spanende Bearbeitung Nuten an Oberflächen der Enden von Trennstegen eingebracht werden, ohne dass hierzu eine Verlängerung, Verstärkung oder sonstige Änderung der Trennsteggeometrie erforderlich wäre. Daher können auch bereits bestehende Kammkäfige nachträglich mit Ausnehmungen an den Trennstegen versehen werden. Gemäß einer Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass der Käfigring und die Trennstege einstückig, insbesondere aus Metall, ausgebildet sind – wie dies bei herkömmlichen Kammkäfigen typischerweise der Fall ist. Als Material kommt hierbei z.B. Messing in Frage.
Da die Haltebügel im Wesentlichen nur eine Transportsicherungsfunktion übernehmen und im Betrieb keinen Belastungen unterworfen sind, können die Haltebügel einstückig aus Kunststoff ausgebildet sein. Als Material bietet sich hierfür Polyamid (PA) oder Polyetheretherketon (PEEK) an.
Sofern jeder Haltebügel zwei benachbarte Taschen umfänglich hintergreift, ist es ausreichend, dass an jedem zweiten Trennsteg ein Haltebügel angeordnet ist. Selbstverständlich können auch mehr Haltebügel vorgesehen werden, um z.B. die auf die Haltebügel wirkenden Kräfte zu reduzieren oder bei einer ungeraden Anzahl von Taschen.
Der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig ist insbesondere geeignet als ein Wälzlagerkäfig eines Radialpendelrollenlagers, insbesondere als ein (Doppel)Kammkäfig. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Käfigtyp beschränkt und kann auch beispielsweise als Zylinderrollenlagerkäfig oder Kegelrollenlagerkäfig eingesetzt werden. Der Einfachheit halber wird die Erfindung jedoch im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels eines Kammkäfigs für ein Radialpendelrollenlager beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 einen erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfig,
2 eine Schnittdarstellung eines Haltebügels des Wälzlagerkäfigs nach 1 und
3 einen Ausschnitt des Wälzlagerkäfigs nach 1.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wälzlagerkä1 mit einem Käfigring 2 und einer Vielzahl von Trennstegen 3. Die Trennstege 3 sind einstückig mit dem Käfigring 2 verbunden. Die Trennstege 3 und der Käfigring 2 bestehen aus Messing. Die Trennstege 3 erstrecken sich bezüglich der Rotationsachse 4 des Wälzlagerkä1 axial beidseitig von dem Käfigring 2 weg. Zwischen den Trennstegen 3 und dem Käfigring 2 bilden sich Taschen 5 zur Aufnahme von nicht dargestellten Wälzkörpern aus. Die Taschen 5 werden axial durch den Käfigring 2 und umfänglich durch jeweils einen Trennsteg 3 begrenzt, d.h. die Taschen sind axial an einem Ende offen, so dass von diesem Ende Wälzkörper eingeschoben werden können.
An mehreren der Trennstege 3 sind Haltebügel 6 angebracht, in diesem Fall durch eine formschlüssige Verbindung. Die Haltebügel 6 weisen einen T-förmigen Korpus auf, mit zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schenkeln 7, 8 und einem im Wesentlichen dazu rechtwinklig abstehenden Schenkel 9. Jeder der zwei parallel verlaufenden Schenkel 7, 8 erstreckt sich umfänglich über 10 % bis 40 % der umfänglichen Taschenöffnung und stellt eine Sicherung von in den Taschen befindlichen Wälzkörpern gegenüber einem Herausfallen dar. Der zu den parallel verlaufenden Schenkeln 7, 8 rechtwinklig abstehende Schenkel 9 dient zur Befestigung des Haltebügels 6 an dem Trennsteg 3.
In 1 sind aus Illustrationsgründen Haltebügel 6 nur auf einer Seite des Wälzlagerkäfigs 1 dargestellt, wobei die Haltebügel 6 im Wesentlichen an jedem zweiten Trennsteg 3 angebracht sind.
Wie in den 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Haltebügel 6 durch eine Clips-Verbindung mit den Trennstegen 3 verbunden.
Dazu weisen die Trennstege 3 auf einer ersten Oberfläche 10 Ausnehmungen 11 in Form von umfänglich verlaufenden Nuten auf. Aus Gründen einer einfacheren Herstellung und Montage ist an jeder der ersten Oberflächen 10 jeweils eine Nut eingebracht, auch wenn an dem Trennsteg 3 kein Haltebügel 6 angebracht werden soll.
Die Haltebügel 6 weisen zwei Haltestifte 12, 13 auf, mit denen sie die erste Oberfläche 10 und eine dazu gegenüberliegende zweite Oberfläche 14 des Trennsteges 3 hintergreifen. Der erste Haltestift 12 weist einen Vorsprung 15 auf, der korrespondierend zu der Ausnehmung 11 ausgeformt ist und in diese beim Aufsetzen des Haltebügels 6 einschnappt.
Der Haltebügel 6 weist auf seinen beiden im Wesentlichen parallel verlaufenden Schenkeln 7, 8 eine Nut 16 auf, so dass diese Schenkel 7, 8 ein U-förmiges Querschnittsprofil zur Erhöhung der Stabilität des Haltebügels 6 bilden.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlagerkäfig
2: Käfigring
3: Trennsteg
4: Rotationsachse
5: Tasche
6: Haltebügel
7: Schenkel
8: Schenkel
9: Schenkel
10: erste Oberfläche
11: Ausnehmung
12: erster Haltestift
13: zweiter Haltestift
14: zweite Oberfläche
15: Vorsprung
16: Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2611670 A [0003, 0003, 0003]
US 3547504 A [0004, 0004, 0004]

Claims

Wälzlagerkäfig (1) mit einem Käfigring (2) sowie einer Vielzahl von Trennstegen (3), die von dem Käfigring (2) abstehen und zusammen mit dem Käfigring (2) Taschen (5) zur Aufnahme von Wälzkörpern bilden, gekennzeichnet durch mehrere von dem Käfigring (2) und den Trennstegen (3) separat ausgebildete Haltebügel (6), wobei die Haltebügel (6) an dem Käfigring (2) abgewandten Enden der Trennstege (3) befestigt sind und eine oder zwei zu dem jeweiligen Trennsteg (3) benachbarte Tasche (5) bzw. Taschen (5) in Umfangsrichtung hintergreifen, um ein Herausfallen von in den Taschen (5) aufzunehmende Wälzkörper zu verhindern.
Wälzlagerkäfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebügel (6) formschlüssig, insbesondere durch eine Clips-Verbindung, mit den Trennstegen (3) verbunden sind.
Wälzlagerkäfig (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebügel (6) einen ersten Haltestift (12) mit einem Vorsprung (15) aufweisen, wobei der Vorsprung (15) in eine korrespondierende Ausnehmung (11) auf einer ersten Oberfläche (10) der Trennstege (3) eingreift, und einen zweiten Haltestift (13) aufweisen, der eine zweite Oberfläche (14) der Trennstege (3), die der ersten Oberfläche (10) gegenüberliegt, hintergreift.
Wälzlagerkäfig (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebügel (6) kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit den Trennstegen (3) verbunden sind.
Wälzlagerkäfig (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigring (2) und die Trennstege (3) einstückig, insbesondere aus Metall, ausgebildet sind.
Wälzlagerkäfig (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebügel (6) einstückig aus Kunststoff ausgebildet sind.
Wälzlagerkäfig (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem zweiten Trennsteg (3) ein Haltebügel (6) angeordnet ist.
Wälzlagerkäfig (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Wälzlagerkäfig (1) eines Radialpendelrollenlagers handelt, insbesondere dass es sich um einen (Doppel)Kammkäfig handelt.