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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen geteilten Wälzkörperkäfig, insbesondere aus Kunststoff, der an wenigstens einer Umfangstelle unter Ausbildung einer Trennfuge axial geschlitzt ist, wobei an einem an der Trennfuge anschließenden Käfigende wenigstens eine Ausnehmung und am anderen Käfigende wenigstens ein korres-pondierender Vorsprung ausgebildet ist, der in der Montagestellung in die Ausnehmung eingreift, wobei zwei einander gegenüberliegende axiale Stirnflächen der Ausnehmung und des Vorsprungs, gesehen in Umfangsrichtung, schräg und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, derart, dass die Käfigenden in der Montagestellung begrenzt axial und in Umfangsrichtung bewegbar sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Wälzkörperkäfig dient der Aufnahme respektive Halterung der Wälzkörper, beispielsweise Nadeln, wozu am Käfig entsprechende Taschen ausgebildet sind, in die die Nadeln eingesetzt sind. Bekannte Wälzkörperkäfige können auch geteilt ausgeführt werden, also mit einem axial verlaufenden Schlitz versehen sein, so dass sich eine Trennfuge ausbildet. Das heißt, dass der Wälzkörperkäfig letztlich in Umfangsrichtung beweglich ist. Um ihn in der Montagestellung jedoch in einer definierten Form zu fixieren ist es bekannt, an den den Trennfugen nahen Käfigenden entsprechende Verbindungsmittel vorzusehen, die häufig auch Käfigschloss genannt werden. Hierzu ist an einem Käfigende eine Ausnehmung und am anderen Ende ein korrespondierender Vorsprung ausgebildet, die in der Montagestellung ineinander eingreifen. Die Geometrie des Vorsprungs wie auch der Ausnehmung kann dabei zumindest einseitig so gewählt sein, dass zwei einander gegenüberliegende axiale Stirnflächen der Ausnehmung des Vorsprungs, gesehen in Umfangsrichtung, schräg und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, so dass sich eine Art Schwalbenschwanzprofil ergibt. Dieses Schwalbenschwanzprofil ermöglicht es, eine gewisse axiale Beweglichkeit wie auch eine gewisse Beweglichkeit in Umfangsrichtung zu ermöglichen, gleichzeitig aber auch diese Beweglichkeiten zu begrenzen, nämlich dadurch, dass dann die schräg stehenden axialen Stirnflächen gegeneinander laufen.
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Da der Wälzkörperkäfig aus Kunststoff ist, sind die Verbindungselemente, also das Käfigschloss insoweit hinreichend elastisch, um ein einfaches Schließen der Trennstelle, also ein Verbinden der Käfigenden durch Zusammenstecken zu ermöglichen.
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Wenngleich sich nach erfolgter Montage des Käfigs diese Ausgestaltung der Verbindungselemente als ausreichend erwiesen hat, können jedoch Probleme entstehen, wenn der Wälzkörperkäfig vor dem eigentlichen Verbau im Motor etc. Belastungen oder Beschleunigungen beim Transport oder während der Montage ausgesetzt ist. Denn aufgrund der inhärenten Elastizität im Bereich der Verbindungselement respektive des Käfigschlosses kann es zu einem ungewollten Öffnen des Wälzkörperkäfigs, also des Nadelkranzes kommen, was zu Schwierigkeiten im Rahmen des eigentlichen Verbaus des Wälzkörperkäfigs führen kann. Wird ein solcher, gegebenenfalls nicht ordnungsgemäß geschlossener Wälzkörperkäfig gleichwohl verbaut, so kann seine Funktion nicht immer sichergestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen geteilten Wälzkörperkäfig anzugeben, der demgegenüber verbessert ist und bei dem ein ungewolltes Öffnen nach vorherigem Verschluss ausgeschlossen ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem geteilten Wälzkörperkäfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Vorsprung und im Bereich der Ausnehmung zwei sich axial erstreckende Haltenasen ausgebildet sind, die bei einem Auseinanderbewegen der Käfigenden in Umfangsrichtung aneinander anschlagen.
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Erfindungsgemäß sind also zusätzliche Arretierelemente in Form der beiden Haltenasen vorgesehen, die in jedem Fall ein Auseinanderbewegen der Käfigenden in Umfangsrichtung verhindern, sollte ein solches aufgrund einer Belastung oder Beschleunigung während des Transportes oder dergleichen gegeben sein. Die beiden Haltenasen sind so angeordnet und ausgebildet, dass die axiale Beweglichkeit und die Beweglichkeit in Umgangsrichtung, die der Wälzkörperkäfig beabsichtigtermaßen haben soll, hierdurch nicht eingeschränkt wird. Sie interagieren erst dann, wenn die Bewegung in Umfangsrichtung hinreichend groß ist, so dass sie zu unterbinden ist. Erst dann schlagen also die beiden Haltenasen aneinander an und begrenzen die Umfangsbewegung. Hierdurch wird, bei gleichzeitiger Sicherstellung der grundlegenden Funktion des Wälzkörperkäfigs respektive dessen Beweglichkeit, ein ungewolltes Öffnen sicher unterbunden.
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Bevorzugt sind die beiden Haltenasen an den Enden der beiden schräg zueinander stehenden Stirnflächen ausgebildet. Sie sind also im Bereich der Schwalbenschwanzprofilierung vorgesehen.
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Dabei kann nicht nur an einer Seite des Schlosses, sondern auch an der anderen Seite des Schlosses ein entsprechendes Schwalbenschwanzprofil ausgebildet sein, das heißt, das auch die beiden weiteren einander gegenüberliegenden axialen Stirnflächen der Ausnehmung des Vorsprungs, gesehen in Umfangsrichtung, schräg und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, jedoch in die andere Richtung schräg angestellt sind. Es ergibt sich also, bezogen auf die Mittenebene des Käfigs, ein spiegelbildlicher Aufbau innerhalb des Käfigschlosses. In einem solchen Fall ist es natürlich denkbar, auch an den Enden der wei-teren Stirnflächen zwei Haltenasen vorzusehen, die positionsmäßig genauso angeordnet und geometrisch genauso ausgebildet sind wie die Haltenasen an den erstgenannten Stirnflächen. In diesem Fall ergibt sich also auch hinsichtlich der Haltenasen ein spiegelbildlicher Aufbau. Hierdurch kann die Arretierwirkung noch weiter verstärkt werden, nachdem folglich zwei Haltenasenpaare aneinander anschlagen, um die Bewegung in Umfangsrichtung zu begrenzen.
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Für eine einfache Montage, im Rahmen welcher die beiden Käfigenden in Umfangsrichtung ineinandergeschoben werden, ist es zweckmäßig, an den freien Enden der Haltenasen Einführschrägen vorzusehen, auf denen die Haltenasen beim Zusammenschieben der Käfigenden ineinander abgleiten. Diese Einführschrägen können sowohl bei Ausbildung nur eines Haltenasenpaares vorgesehen werden, als auch bei Ausbildung zweier Haltenasenpaare. Diese Einführschrägen ermöglichen ein leichteres Zusammenschieben, da die entsprechenden Bereiche aneinander abgleiten können, zusätzlich zur leichten Einfederung der beteiligten Verbindungspartner resultierend aus der inhärenten Elastizität des Kunststoffmaterials.
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Ferner können die anschlagenden Flächen der Haltenasen unter einem spitzen Winkel zueinander und zur Käfigdrehachse stehen. Dies ermöglicht im Bedarfsfall ein etwas leichteres Öffnen, da die Flächen, wenngleich gering, dabei aneinander abgleiten können.
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Der Vorsprung selbst weist zweckmäßigerweise eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Ausnehmung auf, so dass sich zwei axial versetzt zueinander angeordnete Vorsprungabschnitte ergeben, von denen einer oder beide die schräg verlaufenden Stirnflächen aufweisen. Zwar ist das Kunststoffmaterial bereits in einem gewissen Grad elastisch, jedoch kann diese gegebene Elastizität noch dadurch verstärkt werden, dass der Vorsprung über die Ausnehmung quasi zweigeteilt wird und sich zwei axial beabstandete Vorsprungabschnitte ergeben, die, axial gesehen, relativ schmal sind, so dass die Gesamtelastizität des hierüber realisierten Verbindungselements noch etwas vergrößert wird. Das heißt, dass der oder die elastischen Vorsprungabschnitte noch etwas leichter einfedern, wenn der Vorsprung respektive die Vorsprungabschnitte in die Ausnehmung am anderen Käfigende eingeschoben werden.
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Dabei ist es zweckmäßig, die Ausnehmung U- oder V-förmig mit ebenen Ausnehmungsflächen auszubilden, wobei die Ausnehmungsflächen bevorzugt über einen Radius ineinander übergehen. Das heißt, dass in diesem Bereich keine Spannungskerben vorgesehen sind, vielmehr ermöglichen die Radien eine Spannungsreduzierung in diesem Bereich. Auch im Übergang eines Vorsprungabschnitts zum Käfigkörper können solche Radien vorgesehen sein.
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Schließlich können am Vorsprung des einen Käfigendes und am anderen Käfigende im Bereich der Ausnehmung radiale Auflageabschnitte vorgesehen sein, über die die beiden Käfigenden in der Montagestellung radial festgelegt sind. Die entsprechenden Auflageabschnitte erstrecken sich also jeweils ein kurzes Stück in axialer Richtung. In der Montagestellung werden sie vom jeweils anderen Käfigende übergriffen, das dementsprechend profiliert ist. Die Auflageabschnitte stützen das jeweils andere Käfigende also radial, so dass die Käfigenden radial festgelegt sind, letztlich also kein Radialspiel gegeben ist. Lediglich ein Axialspiel sowie ein Umfangsspiel, beide jedoch begrenzt und das Umfangsspiel darüber hinaus noch über die Haltenasen abgesichert, ist gegeben.
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Neben dem Wälzkörperkäfig betrifft die Erfindung ferner ein Wälzlager, umfassend einen Wälzkörperkäfig der beschriebenen Ausgestaltung, sowie in seinen Taschen aufgenommene Wälzkörper. Bei diesen Wälzkörpern kann es sich um Nadeln oder Zylinderrollen oder Ähnliches handeln. Je nach Anwendungsfall kann das Wälzlager auch einen Außenring und/oder einen Innenring aufweisen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Der erfindungsgemäß ausgebildete Wälzkörperkäfigs wird nachfolgend in zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Perspektivansicht in Form einer Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen geteilten Wälzkörperkäfigs,
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2 eine vergrößerte Detailansicht als Aufsicht auf den Verbindungsbereich des geteilten Wälzkörperkäfigs mit Verbindungselementen einer ersten Ausführungsform,
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3 eine Darstellung entsprechend 2 mit Verbindungselementen einer zweiten Ausführungsform,
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4 eine vergrößerte Detailansicht im Bereich der Haltenasen.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt einen Wälzkörperkäfig 1 aus Kunststoff in perspektiver Ansicht. Der Wälzkörperkäfig 1 weist eine Reihe einzelner Taschen 2 auf, die der Aufnahme von Wälzkörpern 3 (siehe hierzu beispielsweise 2) dienen. An einer Umfangsstelle ist der Wälzkörperkäfig 1 geschlitzt, so dass sich eine Trennfuge 4 ausbildet. Die Trennfuge 4 ist über die beiden Käfigenden 5, 6 begrenzt, wobei an den Käfigenden 5, 6 entsprechende Verbindungselemente 7, 8 vorgesehen sind, die zum Verbinden unter gleichzeitiger Sicherstellung einer gewissen Axial- und Umfangsbeweglichkeit miteinander zusammenwirken. Die Verbindungselemente 7 und 8 bilden ein Käfigschloss.
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2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Bereich der Trennfuge 4 mit den entsprechenden Verbindungselementen 7, 8. Am Käfigende 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Vorsprung 9 bestehend aus zwei separaten Vorsprungabschnitten 10, 11, die über eine Ausnehmung 12 voneinander axial gesehen beabstandet sind, vorgesehen. Die Ausnehmung 12 ist optional. Sie kann sowohl in ihrer Breite als auch Tiefe unterschiedlich, verglichen mit der gezeigten Darstellung, ausgeführt werden. Am Käfigende 6 ist als Verbindungselement 8 eine Ausnehmung 13 ausgebildet, in die in der Montagestellung der Vorsprung 9 respektive die beiden Vorsprungabschnitte 10, 11 eingreifen, wie in 2 gezeigt ist. Der Vorsprungabschnitt 10 weist eine schräg zur Umfangsebene verlaufende Stirnfläche 14 auf. Eine gleichermaßen schräg stehende, vorzugsweise im gleichen Winkel geneigte axiale Stirnfläche 15 ist an der Ausnehmung 13 ausgebildet. Hierüber wird eine Art Schwalbenschwanzprofil realisiert. Der zweite Vorsprungabschnitt 11 weist eine gerade, also in der Umfangsebene liegende Stirnfläche 16 auf, eine entsprechende Stirnfläche 17 begrenzt die Ausnehmung 13.
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Wie 2 weiter zeigt, ist ein gewisser axialer Abstand zwischen den Stirnflächen 14 und 15 gegeben, während die Stirnflächen 16, 17 aneinander anliegen. Das heißt, dass eine gewisse axiale Beweglichkeit der Käfigenden relativ zueinander gegeben ist. Auch eine gewisse Beweglichkeit in Umfangsrichtung ist gegeben, nachdem ersichtlich auch ein Umfangsspiel realisiert ist.
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Um zu verhindern, dass die einmal zusammengesteckten Käfigenden 5, 6 sich ungewollt voneinander lösen, sind im gezeigten Beispiel zwei Haltenasen 18, 19 vorgesehen, wobei die Haltenase 18 axial vorspringend im Bereich der Stirnfläche 14 am Vorsprungabschnitt 10 ausgebildet ist, während die Haltenase 19 am Käfigende 6, ebenfalls axial vorspringend und in die Ausnehmung 13 ragend, vorgesehen ist. Die Haltenasen sind so positioniert und in ihrer Länge be-messen, dass sie in jedem Fall das Axialspiel überbrücken. Das heißt, dass bei einem Auseinanderziehen der Käfigenden 5, 6 in jedem Fall die Anschlagflächen 20, 21 der Haltenasen 18, 19 aneinander anschlagen und die Umfangsbewegung begrenzen. Ein ungewolltes Öffnen kann daher nicht einsetzen.
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Die Haltenasen 18, 19 sind an ihren vorlaufenden Enden mit Einführschrägen 22, 23 versehen, die ein erleichtertes Zusammenschieben der Käfigenden 5, 6 ermöglichen, verbunden mit der gegebenen Elastizität der Vorsprungabschnitte respektive des Materials im Bereich der Ausnehmung. Das heißt, dass bei dem erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfig 1 zum einen die geforderte Axialbeweglichkeit der Käfigenden relativ zueinander wie auch die Beweglichkeit der in Umfangsrichtung gegeben ist. Gleichzeitig ist aber auch eine Sicherung gegen ein ungewolltes Öffnen bei einer Bewegung in Umfangsrichtung gegeben, indem die Haltenasen 18, 19 aneinander anschlagen und so die Bewegung begrenzen. Zur Radialsicherung ist am Käfigende 6 ein Auflageabschnitt 24 und am Käfigende 5 im Bereich des Vorsprungabschnitts 11 ein Auflageabschnitt 25 ausgebildet. Der Auflageabschnitt 24 wird vom Vorsprungabschnitt 10 radial gesehen übergriffen, während der Auflageabschnitt 25 vom Käfigende 6 mit dem die Ausnehmung 13 begrenzenden Abschnitt übergriffen ist. Das heißt, dass die Käfigenden also wechselseitig gegengelagert sind, so dass eine Radialbewegung ausgeschlossen ist.
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3 zeigt eine Ausgestaltung entsprechend 2, bei der die Ausnehmung 12 breiter ausgeführt ist als bei der Ausführungsform gemäß 2. Das heißt, dass der Vorsprungabschnitt 10 schmäler ist, verglichen mit dem Vorsprungabschnitt 10 aus 2, so dass er noch etwas elastischer ist. Des weiteren sind die Übergänge der ebenen Ausnehmungsflächen mit Radien 26 versehen, gehen also gerundet ineinander über, was dem Abbau von Kerbspannungen zuträglich ist. In entsprechender Weise geht der Vorsprungabschnitt 10 über einen Radius 26 auf der anderen Seite in das Käfigende 6 über, wie ein entsprechender Radius 26 auch im Übergang des Auflageabschnitts 25 zum Käfigende 5 realisiert ist. Ansonsten entspricht die Funktion der wie bereits bezüglich 2 beschrieben.
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An dieser Stelle der Hinweis, dass selbstverständlich auch im Bereich des Vorsprungabschnitts 10 wie auch dem dortigen Bereich, der die Ausnehmung 13 begrenzt, eine Haltenasenausgestaltung in Verbindung mit den entsprechenden Schrägflächen zur Bildung einer Schwalbenschwanzprofilierung vorgesehen sein kann. Das heißt, dass ein spiegelbildlicher Aufbau realisiert werden kann folglich also beidseits entsprechende Haltenasen zur Begrenzung der Umfangsbewegung realisiert werden können.
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Die Montage respektive das Verbinden der Käfigenden 5, 6 erfolgt, indem beide gegeneinander gedrückt werden. Die Einführschrägen 22, 23 gleiten aufeinander ab, wobei es zusätzlich zu einer elastischen Deformation im Bereich der kontaktierenden Abschnitte kommt. Bei hinreichend weitem Zusammenschieben schnappen die Haltenasen 18, 19 hintereinander, die Verbindung ist damit bewerkstelligt. Der Vorsprung 9 respektive die Vorsprungabschnitte 10, 11 können sich innerhalb der Ausnehmung 13 axial wie auch radial bewegen, soweit dies nicht wie beschrieben begrenzt ist. Wirkt eine Kraft in Umfangsrichtung, beispielsweise während des Transports der Nadelkränze, wenn diese auf Wellen montiert sind, oder aber im Rahmen einer Beschleunigung bei der Montage, so ist eine entsprechende Weitung in Umfangsrichtung wie beschrieben dadurch begrenzt, dass die Haltenasen 18, 19 aneinander anschlagen.
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4 zeigt in vergrößerter Ansicht die Haltenasen 18, 19 wie auch deren Anschlagflächen 20, 21. Diese stehen untereinander in einem spitzen Winkel α, wie in 4 gezeigt ist. Die Anschlagflächen 20, 21 nehmen einen spitzen Winkel auch zur Drehachse D, die in 4 gestrichelt eingezeichnet ist, ein. Der spitze Winkel liegt im Bereich einiger weniger Grad, so dass ein automatisches Abgleiten dieser Kontaktflächen 20, 21 bei Belastung aneinander ausgeschlossen ist. Gleichzeitig ermöglicht dieser spitze Winkel jedoch ein erleichtertes bewusstes Öffnen durch Auseinanderziehen, wenn der Käfig geöffnet werden soll. Denn bei bewusster hoher Krafteinleitung ist es möglich, in Verbindung mit den elastischen Eigenschaften des Kunststoffmaterials, das die Haltenasen 18, 19 bildet, diese dann aneinander vorbeizuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzkörperkäfig
- 2
- Tasche
- 3
- Wälzkörper
- 4
- Trennfuge
- 5
- Käfigende
- 6
- Käfigende
- 7
- Verbindungselement
- 8
- Verbindungselement
- 9
- Vorsprung
- 10
- Vorsprungabschnitt
- 11
- Vorsprungabschnitt
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Stirnfläche
- 17
- Stirnfläche
- 18
- Haltenase
- 19
- Haltenase
- 20
- Anschlagfläche
- 21
- Anschlagfläche
- 22
- Einführschräge
- 23
- Einführschräge
- 24
- Auflageabschnitt
- 25
- Auflageabschnitt
- 26
- Radius
