DE102012222800A1

DE102012222800A1 - Zweiteiliger Lagerkäfig mit Halteschalen und Kugellager, umfassend einen solchen zweiteiligen Lagerkäfig

Info

Publication number: DE102012222800A1
Application number: DE102012222800.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Scheidel; Reinhard Rehner; Thomas Fickert-Guenther; Andreas-Johann Bohr; Frank Zwanzger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-12
Also published as: WO2014090237A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Lagerkäfig für ein Kugellager, umfassend einen ersten und einen zweiten ringförmigen Körper (1a, 1b), die an ihren zu einander gerichteten Stirnflächen eine Vielzahl von Halteschalen (2) aufweisen, wobei die beiden ringförmigen Körper (1a, 1b) identisch zueinander ausgebildet sind und derart gegenüber von einander montierbar sind, dass die Halteschalen (2) Taschen (3) zur Aufnahme und Führung von Wälzkörpern (4) bilden, wobei ferner die Anzahl der Taschen (3) der Anzahl der Wälzkörper (4) entspricht, Erfindungsgemäß sind die einzelnen Taschen (3) in Umfangsrichtung derart voneinander beabstandet, so dass sich zwischen zwei Taschen (3) ein Freiraum (5) zur Aufnahme von Schmiermittel bildet, wobei zwei Halteschalen (2) zusammen mit einem Taschengrund eine einzelne Tasche (3) ausbilden. Ferner betrifft die Erfindung ein Kugellager, umfassend einen solchen zweiteiligen Lagerkäfig.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Lagerkäfig für ein Kugellager, umfassend einen ersten und einen zweiten ringförmigen Körper, die an ihren zu einander gerichteten Stirnflächen eine Vielzahl von Halteschalen aufweisen, wobei die beiden ringförmigen Körper identisch zueinander ausgebildet sind und derart gegenüber von einander montierbar sind, dass die Halteschalen Taschen zur Aufnahme und Führung von Wälzkörpern bilden, wobei die Anzahl der Taschen der Anzahl der Wälzkörper entspricht.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kugellager, umfassend einen solchen zweiteiligen Lagerkäfig.
Hintergrund der Erfindung
Die Druckschrift DE 35 10 467 A1 offenbart einen Kugellagerkäfig für Radialkugellager, bestehend aus einem Ringkörper aus nachgiebigem Material, welcher Taschen zur Aufnahme von Kugeln im Schnappsitz und Führungszapfen zum Leiten der Kugeln in die Taschen aufweist, wenn der Ringkörper von der Seite her in das Lager eingesetzt wird. Ein Haltering kann auf die Führungszapfen aufgesetzt werden, um zwischen den Führungszapfen gleiche Sehenabstände aufrecht zu erhalten und eine Verformung des Ringkörpers zu beschränken. Dadurch kann der Ringkörper unter dem Einfluss von zwischen Kugeln und Käfig auftretenden Kontaktkräften bei Betrieb des Lagers nicht ausgestoßen werden.
Aus der Druckschrift DE 10 2010 007 789 A1 geht ein Kunststoffkäfig für ein Wälzlager mit Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern, der in axialer Richtung in zwei identische Käfigteile geteilt ist und über mehrere Schnappverbindungen zusammensteckbar ist, hervor. Die Schnappverbindung ist durch eine Rastklinke und eine Rastnut gebildet, wobei mindestens eine rastklinke und eine Rastnut an jedem Käfigteil vorgesehen sind, die in jeweils eine Ringnut bzw. Rastklinke des anderen Käfigteils einrastbar sind. Die Schnappverbindung ist in radialer Richtung wirksam.
Ferner offenbart die Druckschrift GB 2 049 070 A zwei identische Käfige, die gegenüberliegend montiert sind und Halteklauen für die Wälzkörper aufweisen. Jedoch sind die Käfige winkelmäßig versetzt, damit die jeweiligen Klauen des Käfigs nicht in Kontakt gelangen. Jeder Käfig hält somit nur die Hälfte der Wälzkörper des Lagers.
Darüber hinaus offenbart die dem Erfindungsgegenstand am nächsten kommende Druckschrift DE 699 25 976 T2 einen Käfig für ein Kugellager, welcher einen ringförmigen Körper aufweist, der mit Aufnahmen in Form einer halbkugelförmigen Kalotte versehen ist. Die Aufnahmen sind auf einer Seite des ringförmigen Körpers offen und nehmen die Kugeln auf. Die andere Seite des ringförmigen Körpers weist eine Wand auf, die einen Ablenker bildet. Die Anzahl von Aufnahmen ist gleich der Anzahl von Lagerkugeln. Die Aufnahmen sind durch mindestens einer Halteklaue der Kugeln verlängert und weisen Vertiefungen auf, welche die Verwendung des Käfigs in Verbindung mit einem zweiten, identischen Käfig, der gegenüberliegend montiert ist, erlauben. Jedes Ende der halbkugelförmigen Kalotte, welche die Aufnahme bilden, weist mindestens eine Klaue auf. Die Klauen einer gleichen Aufnahme sind radial voneinander im Verhältnis zur Achse des Käfigs versetzt, wobei die Aufnahmen für jede Klaue eine Vertiefung aufweisen. Die Vertiefungen sind auf der gleichen radialen Höhe wie die Klaue am anderen Ende der Aufnahme angeordnet.
Nachteilig an den bereits zuvor zitierten Druckschriften ist, dass nach der Montage der beiden Käfighälften durch den kompakt gestalteten Lagerring nur ein eingeschränkter beziehungsweise nicht vorhandener Raum für Schmiermittel im Lager ist. Dies beeinträchtigt erheblich die Schmiereigenschaften und setzt die Lebensdauer des Lagers herab.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen zweiteiligen Lagerkäfig mit optimierten Schmiereigenschaften und ein Kugellager, umfassend einen solchen Lagerkäfig, bereitzustellen, um die Lebensdauer des Kugellagers zu erhöhen.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einem zweiteiligen Lagerkäfig gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.
Erfindungsgemäß sind die einzelnen Taschen in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, so dass sich zwischen zwei Taschen ein Freiraum zur Aufnahme von Schmiermittel bildet, wobei zwei Halteschalen zusammen mit einem Taschengrund eine einzelne Tasche ausbilden. Die Halteschalen weisen einen wälzkörperumschlingenden Hinterschnitt auf, so dass die beiden ringförmigen Körper bei einer Montage zu einem Lagerkäfig durch einen Formschluss zusammengehalten werden. Der wälzkörperumschlingende Hinterschnitt realisiert ein Einschnappen der Halteschalen an die Wälzkörper, so dass der Lagerkäfig auf einer einfachen Art und Weise an einem Rollenlager montierbar ist. Ferner erfolgt die axiale Abstützung der beiden ringförmigen Körper über die Halteschalen. Eine Innenkontur der Taschen ist an die Wälzkörper angepasst, so dass die Halteklauen an der Innenkontur eine konkave Form aufweisen.
Vorzugsweise sind die Halteschalen symmetrisch über die Umfangsfläche der zu einander gerichteten Stirnflächen der beiden ringförmigen Körper angeordnet. Die symmetrische Anordnung realisiert über den gesamten Umfang gleichbleibend-gute Schmiereigenschaften. Ferner wird auch die Fertigung und Montage der ringförmigen Körper verbessert.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Halteschalen der ringförmigen Körper über die gesamte Umfangsfläche die gleiche Orientierung aufweisen. Dies ist ebenfalls ein wichtiges Merkmal, das zu einer einfachen Fertigung und Montage beiträgt
Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die beiden ringförmigen Körper an ihren von einander abgewandten Stirnflächen jeweils einen scheibenförmigen Ring aufweisen. Der scheibenförmige Ring ist vorteilhafterweise direkt an die ringför-migen Körper ausgebildet, so dass ein nachträgliches Anbringen durch Schweißen oder Kleben entfällt.
Vorzugsweise weisen die beiden scheibenförmige Ringe eine an einem Innenumfang radial nach innen und eine an einem Außenumfang radial nach außen ausgebildete Lippe auf. Die am Innenumfang angeordnete radial nach innen zeigende Lippe bildet zusammen mit dem Innenring des Kugellagers ein Dichtlabyrinth aus, wohingegen die am Außenumfang angeordnete radial nach außen zeigende Lippe zusammen mit dem Außenring des Kugellagers ein Dichtlabyrinth ausbildet. Dadurch wird nicht nur ein Schutz des Kugellagers gegen Verschmutzung der Umgebung gewährleistet, sondern auch das Schmiermittel innerhalb des Lagerkäfigs und somit auf den Laufflächen der Wälzkörper gehalten.
Des Weiteren bevorzugt ist, dass die beiden ringförmigen Körper aus einem Polymerwerkstoff ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der Polymerwerkstoff thermoplastisch, insbesondere Polyamid. Vorteilhafterweise weist das Polyamid eine Verstärkung durch Glasfasern auf. Die Verwendung des Polymerwerkstoffs ist besonders vorteilhaft bezüglich der Fertigung der ringförmigen Körper. Die Herstellung erfolgt bevorzugt nach dem Spritzgussverfahren.
Die Herstellung erfolgt bevorzugt nach dem Spritzgussverfahren. Ferner weisen aus einem Polymerwerkstoff bestehende Halteschalen eine höhere Elastizität und bessere Reibungswerte als metallische Halteschalen auf. Gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels ist an einer Rückseite der jeweiligen Halteschale jeweils ein Steg ausgebildet, der eine geringere Breite und Länge als die Halteschalen aufweist. Vorzugsweise kommen bei einem stirnseitigen Zusammenführen der beiden ringförmigen Körper zum Ausbilden des Lagerkäfigs jeweils zwei Stege in Umfangsrichtung rückseitig zur Anlage. Das rückseitige Anliegen der Stege verhindert ein Verdrehen der ringförmigen Körper relativ zueinander, so dass ein Verklemmen der Wälzkörper ausgeschlossen werden kann. Da die Stege geringe Abmessungen im Vergleich zu den Abmessungen des Freiraums haben, ist ein ausreichender Freiraum zur Schmiermittelaufnahme gewährleistet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher dargestellt. Dabei zeigen:
1 eine teilweise Querschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kugellagers, umfassend einen zweiteiligen Lagerkäfig,
2 eine perspektivische Darstellung eines der beiden ringförmigen Kör-per des erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerkäfigs aus 1,
3 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerkäfigs aus 1, und
4 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerkäfigs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Kugellager, umfassend einen Außenring 9, einen Innenring 10 und einer Vielzahl von zwischen Außenring 9 und Innenring 10 abrollender Wälzkörper 4. Die Wälzkörper 4 sind in Umfangsrichtung durch einen aus einem Polymerwerkstoff ausgebildeten Lagerkäfig, umfassend einen ersten und einen zweiten ringförmigen Körper 1a und 1b zueinander beabstandet angeordnet. Die beiden ringförmigen Körper 1a und 1b weisen an ihren von einander abgewandten Stirnflächen jeweils einen scheibenförmigen Ring 6a und 6b auf. Die beiden scheibenförmige Ringe 6a und 6b weisen jeweils eine an einem Innenumfang radial nach innen und jeweils eine an einem Außenumfang radial nach außen ausgebildete Lippe 7a und 7b auf. Die am Innenumfang angeordneten radial nach innen zeigenden Lippen 7a bilden zusammen mit dem Innenring 10 des Kugellagers ein Dichtlabyrinth aus, wohingegen die am Außenumfang angeordneten radial nach außen zeigenden Lippen 7b zusammen mit dem Außenring 9 des Kugellagers ein Dichtlabyrinth ausbilden.
Gemäß 2 weist der zu dem zweiten ringförmigen Körper 1b identische erste ringförmige Körper 1a an einer nach innen zu den Wälzkörpern 4 gerichteten Stirnfläche eine Vielzahl von Halteschalen 2 auf. Insgesamt sind sieben Halteschalen 2 an der zu den Wälzkörpern 4 gerichteten Stirnfläche ausgebildet. Die Halteschalen 2 weisen einen wälzkörperumschlingenden Hinterschnitt auf.
3 zeigt die beiden ringförmigen Körper 1a und 1b im montierten Zustand. Der somit ausgebildete Lagerkäfig weist zwischen zwei Taschen 3 einen Freiraum 5 zur Aufnahme von Schmiermittel auf. Die axiale Abstützung der beiden ringförmigen Körper 1a und 1b erfolgt über ein Anliegen der Halteschalen 2 an die jeweils gegenüberliegende Stirnfläche des jeweiligen ringförmigen Körpers 1a, 1b.
Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass die ringförmigen Körper 1a und 1b relativ zueinander nicht verdrehbar sind. An einer Rückseite der jeweiligen Halteschale 2 ist jeweils ein Steg 8 ausgebildet, der eine geringere Breite und Länge als die Halteschale 2 aufweist. Bei einem stirnseitigen Zusammenführen der beiden ringförmigen Körper 1a und 1b zum Ausbilden des Lagerkäfigs kommen jeweils zwei Stege 8 in Umfangsrichtung rückseitig zur Anlage. Dadurch wird ein Verklemmen der Wälzkörper 4 sicher verhindert. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

1: ringförmiger Körper
2: Halteschale
3: Tasche
4: Wälzkörper
5: Freiraum
6: scheibenförmiger Ring
7: Lippe
8: Steg
9: Außenring
10: Innenring

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

DE 3510467 A1 [0003]
DE 102010007789 A1 [0004]
GB 2049070 A [0005]
DE 69925976 T2 [0006]

Claims

Zweiteiliger Lagerkäfig für ein Kugellager, umfassend einen ersten und einen zweiten ringförmigen Körper (1a, 1b), die an ihren zu einander gerichteten Stirnflächen eine Vielzahl von Halteschalen (2) aufweisen, wobei die beiden ringförmigen Körper (1a, 1b) identisch zueinander ausgebildet sind und der-art gegenüber von einander montierbar sind, dass die Halteschalen (2) Taschen (3) zur Aufnahme und Führung von Wälzkörpern (4) bilden, wobei die Anzahl der Taschen (3) der Anzahl der Wälzkörper (4) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Taschen (3) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, so dass sich zwischen zwei Taschen (3) ein Freiraum (5) zur Aufnahme von Schmiermittel bildet, wobei zwei Halteschalen (2) zusammen mit einem Taschengrund eine einzelne Tasche (3) ausbilden.
Lagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschalen (2) symmetrisch über die Umfangsfläche der zu einander gerichteten Stirnflächen der beiden ringförmigen Körper (1a, 1b) angeordnet sind.
Lagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschalen (2) der ringförmigen Körper (1a, 1b) über die gesamte Umfangsfläche die gleiche Orientierung aufweisen.
Lagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ringförmigen Körper (1a, 1b) an ihren von einander abgewandten Stirnflächen jeweils einen scheibenförmigen Ring (6a, 6b) aufweisen.
Lagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden scheibenförmige Ringe (6a, 6b) eine an einem Innenumfang radial nach innen und eine an einem Außenumfang radial nach außen ausgebildete Lippe (7a, 7b) aufweisen.
Lagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ringförmigen Körper (1a, 1b) aus einem Polymerwerkstoff ausgebildet sind.
Lagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Rückseite der jeweiligen Halteschale (2) jeweils ein Steg (8) ausgebildet ist, der eine geringere Breite und Länge als die Halteschale (2) aufweist.
Lagerkäfig nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem stirnseitigen Zusammenführen der beiden ringförmigen Körper (1a, 1b) zum Ausbilden des Lagerkäfigs jeweils zwei Stege (8) in Umfangsrichtung rückseitig zur Anlage kommen.
Kugellager umfassend einen Außenring (9), einen Innenring (10) und einer Vielzahl von zwischen Außenring (9) und Innenring (10) abrollender Wälzkörper (4), die in Umfangsrichtung durch einen Lagerkäfig nach einem der Ansprüche 1–8 gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind.