DE102014224107A1

DE102014224107A1 - Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE102014224107A1
Application number: DE102014224107.3A
Authority: DE
Inventors: Berthold Beyfuss; Hans Jürgen Friedrich; Alfred Radina; Jonas Schierling; Gerhard Wagner
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-06-02
Also published as: WO2016083184A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1) zur Aufnahme einer Anzahl Wälzkörper (2), wobei die Wälzkörper (2) an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten (3, 4) Vertiefungen (5) aufweisen, wobei der Wälzlagerkäfig (1) zwei Seitenringe (6, 7) umfasst, die über eine der Anzahl der Wälzkörper (2) entsprechende Anzahl Verbindungsstege (8) miteinander verbunden sind, so dass durch die Seitenringe (6, 7) und die Verbindungsstege (8) eine Anzahl der Wälzkörper (2) entsprechende Anzahl Aufnahmetaschen (9) für Wälzkörper (2) gebildet wird. Um in einfacher Weise die Wälzkörper im Käfig zu halten, sieht die Erfindung vor, dass an mindestens einem der Seitenringe (6, 7) im Umfangsbereich der Aufnahmetasche (9) pro Aufnahmetasche (9) mindestens ein Klammerelement (10) angeordnet ist, wobei das Klammerelement (10) mindestens einen elastischen Fortsatz (11) aufweist, der sich axial (a) in das Innere der Aufnahmetasche (9) und im montierten Zustand des Wälzkörpers (2) in die Vertiefung (5) desselben erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig zur Aufnahme einer Anzahl Wälzkörper, wobei die Wälzkörper an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten Vertiefungen aufweisen, wobei der Wälzlagerkäfig zwei Seitenringe umfasst, die über eine der Anzahl der Wälzkörper entsprechende Anzahl Verbindungsstege miteinander verbunden sind, so dass durch die Seitenringe und die Verbindungsstege eine Anzahl der Wälzkörper entsprechende Anzahl Aufnahmetaschen für Wälzkörper gebildet wird.
Wälzlager, die mit einem gattungsgemäßen Käfig versehen sind, können in verschiedener Weise montiert werden. Es ist bei einer speziellen Vorgehensweise gebräuchlich, nicht das fertig montierte Lager einzubauen. Vielmehr kann eine separate Montage erforderlich werden, wobei in einem Falle der Lagerinnenring separat mit dem vormontierten Lageraußenring einschließlich Käfig und Rollensatz zusammengeführt wird; im anderen Falle kann der Außenring separat mit dem vormontierten Innenring einschließlich Käfig und Rollensatz zusammengeführt werden. In beiden Fällen ist es nötig, dass der Käfig die Wälzkörper (Rollen) hält, damit bei der Montage die Achse bzw. Welle oder Nabe eingeführt werden kann.
Bekannt ist es in diesem Zusammenhang, Laschen oder Fortsätze an einem Blechkäfig herzustellen. Dann kann durch einen zusätzlichen Montageprozess die Lasche bzw. der Fortsatz in eine stirnseitige Vertiefung (Mulde) der Rolle eingedrückt werden, um den besagten Halt der Rolle im Käfig zu bewerkstelligen. Die Rolle wird demgemäß dann formschlüssig im Käfig gehalten, so dass der Innen- bzw. Außenring eingeführt werden kann. Derartige Käfige werden mitunter als Muldenkäfige bezeichnet.
Es ist auch möglich, bei einem Käfig eine Schnappfunktion für die Rolle oder eine verschließbare deckelförmige Struktur vorzusehen. Dies kann beispielsweise bei einem massiven Messingkäfig vorgesehen werden.
Weiter möglich ist der Einsatz eines Bolzenkäfigs, bei dem die Wälzkörper von einem Bolzen durchsetzt und so fest mit dem Käfig verbunden werden. Die Rollen sind dann absolut verliersicher im Käfig montiert.
All die vorbekannten Lösungen sind mitunter nicht immer prozessstabil, d. h. der Halt der Rolle im Käfig ist nicht immer sichergestellt; ferner kann es einen relativ hohen Aufwand mit entsprechenden Kosten darstellen, den zuverlässigen Halt der Rollen im Käfig zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Käfig bereitzustellen, mit dem es möglich ist, in einfacher und somit kostengünstiger Weise die Wälzkörper im Käfig zuverlässig zu halten.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Seitenringe im Umfangsbereich der Aufnahmetasche pro Aufnahmetasche mindestens ein Klammerelement angeordnet ist, wobei das Klammerelement mindestens einen elastischen Fortsatz aufweist, der sich axial in das Innere der Aufnahmetasche und im montierten Zustand des Wälzkörpers in die Vertiefung desselben erstreckt.
Bevorzugt sind an beiden Seitenringen Klammerelemente angeordnet. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass pro Aufnahmetasche am Seitenring ein Klammerelement angeordnet ist.
Das Klammerelement ist bevorzugt durch eine formschlüssige Verbindung am Seitenring befestigt. Die formschlüssige Verbindung ist dabei bevorzugt als Clip-Verbindung ausgebildet.
Das Klammerelement besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material. Hierbei ist insbesondere an Blech und an Kunststoff gedacht.
Das Klammerelement hat bevorzugt in einem Schnitt senkrecht auf die Umfangsrichtung des Käfigs eine U-förmige Struktur. In diesem Falle ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass einer der beiden Schenkel der U-förmigen Struktur des Klammerelements den Fortsatz aufweist und sich ins Innere der Aufnahmetasche erstreckt. Eine alternative Lösung sieht vor, dass beide Schenkel der U-förmigen Struktur des Klammerelements den Fortsatz bilden, der sich ins Innere der Aufnahmetasche erstreckt.
Der mindestens eine Seitenring bildet nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung für die Aufnahme des Klammerelements eine Aussparung, so dass zumindest an einer radial außenliegenden oder innenliegenden Oberfläche des Seitenrings eine bündige Oberfläche zwischen Seitenring und Klammerelement gebildet wird.
Bevorzugt wird der vorgeschlagene Käfig bei Großlagern eingesetzt, d. h. bei solchen, die einen Lageraußenringdurchmesser von mindestens 500 mm aufweisen.
Weiter bevorzugt sind Stahlblechkäfige, die erfindungsgemäß ausgestaltet sind.
Gemäß dem vorgeschlagenen Konzept werden also Klammerelemente (bevorzugt in Form von Blech- oder Kunststoffklammern), die mit einer Schnapp-Funktion versehen sind, auf die Seitenringe des Käfigs geclipst, um so während des Montagevorgangs der Rollen das Einschnappen derselben in die Aufnahmetasche des Käfigs zu erlauben. Die an den Klammerelementen angeordneten elastischen Ausformungen (elastische Fortsätze) treten in die stirnseitigen Vertiefungen der Rollen ein und halten auf diese Art und Weise die Rolle im Käfig.
Vorteilhaft ist die leichte und kostengünstige Montage der Klammern und des gesamten Käfigs samt Rollen.
Es besteht kein Bedarf mehr an komplizierten und teuren Verstemmwerkzeugen, um plastische Verformungen am Käfig vorzunehmen, da diese überflüssig sind. Überhaupt sind keine plastischen Deformationen am Käfig durch den Montageprozess mehr erforderlich.
Die Montage ist vom Durchmesser des Käfigs unabhängig, so dass kein entsprechend großes Montagewerkzeug benötigt wird, wie es im Stand der Technik der Fall ist.
Vorteilhaft ist schließlich, dass die Rollen in einfacher Weise auch wieder aus dem Käfig demontiert werden können.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Wälzlagerkäfigs, der eine Anzahl Wälzkörper in Form von Zylinderrollen trägt, wobei Klammerelemente nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt sind,
2 schematisch den Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung durch zwei Seitenringe des Käfigs und einen gehaltenen Wälzkörper während der Montage des Wälzkörpers in den Käfig,
3 in der Darstellung nach 2 den Zustand nach der Montage des Wälzkörpers in den Käfig,
4 die Einzelheit „X“ gemäß 3,
5 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Wälzlagerkäfigs, der eine Anzahl Wälzkörper in Form von Zylinderrollen trägt, gemäß einer zu 1 alternativen Ausgestaltung der Erfindung, wobei die Klammerelemente wiederum nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt sind,
6 schematisch den Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung durch zwei Seitenringe des Käfigs und einen gehaltenen Wälzkörper nach der Montage des Wälzkörpers in den Käfig,
7 die Einzelheit „X“ gemäß 6,
8 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Wälzlagerkäfigs, der eine Anzahl Wälzkörper in Form von Zylinderrollen trägt, gemäß einer zu 1 bzw. 5 weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung, wobei die Klammerelemente wiederum nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt sind,
9 schematisch den Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung durch zwei Seitenringe des Käfigs und einen gehaltenen Wälzkörper nach der Montage des Wälzkörpers in den Käfig und
10 die Einzelheit „X“ gemäß 9.
In 1 ist ein Teil eines Wälzlagerkäfig 1 dargestellt, in den eine Anzahl Wälzkörper 2 in Form von Zylinderrollen montiert sind. Der Käfig 1 hat dabei eine zunächst übliche Konzeption: Zwei Seitenringe 6 und 7 sind über eine Anzahl Verbindungsstege 8 miteinander verbunden, so dass Aufnahmetaschen 9 für die Wälzkörper 2 gebildet werden.
Die Wälzkörper 2 sind dabei so angeordnet, dass sie formschlüssig in den Aufnahmetaschen 9 des Käfig 1 gehalten werden.
Hierzu weisen die Wälzkörper 2 in ihren beiden Stirnseiten 3 und 4 jeweils Vertiefungen 5 auf. Diese Vertiefungen 5 sind vorgesehen, dass Fortsätze 11 des Käfig 1 in axiale Richtung a in dieselben eingreifen und so eine Halterung für die Wälzkörper 2 bilden.
Die Fortsätze 11 sind dabei nicht direkt – wie im Stand der Technik bekannt – am Käfig angeformt, sondern sie werden über Klammerelemente 10 gebildet, die am Käfig 1 montiert sind.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist konkret vorgesehen, dass an den beiden Seitenringen 6 und 7 im Umfangsbereich der Aufnahmetasche 9 pro Aufnahmetasche 9 ein Klammerelement 10 angeordnet ist. Das Klammerelement 10 weist den elastischen Fortsatz 11 auf, der sich in axiale Richtung a in das Innere der Aufnahmetasche 9 erstreckt; im montierten Zustand des Wälzkörpers 2 erstreckt sich der Fortsatz 11 demgemäß in die Vertiefung 5 des Wälzkörpers 2.
Wie aus 1 weiter zu erkennen ist, weisen die Seitenringe 6, 7 Aussparungen 14 auf, die der Form der Klammerelemente 10 entsprechen. Die Aussparungen 14 bilden also formschlüssige Aufnahmebereiche für die Klammerelemente 10.
Zur Montage sei bemerkt, dass zunächst die Klammerelemente in radiale Richtung r auf die Seitenringe 6, 7 aufgeschoben werden (s. Pfeile in 1), um hier nach Art einer Clipverbildung fixiert zu werden; dann werden die Wälzkörper 2 ebenfalls in radiale Richtung r eingeschoben (s. Pfeil in 1).
Dieser Vorgang ist nochmals in den weiteren 2 bis 4 illustriert. Die auf die Seitenringe 6, 7 aufgeclipten, also formschlüssig auf den Seitenringen 6, 7 angeordneten Klammerelemente, ragen mit ihren Fortsätzen 11 ins Innere der Aufnahmetasche. Der Wälzkörper 2 wird bei der Montage – s. hierzu den Pfeil in 2 – radial in die Aufnahmetasche eingeschoben. Die Fortsätze 11 schnappen über die nicht axial zurückgesetzten Bereiche der Stirnseiten 3, 4 in die Vertiefungen 5 ein, s. 3.
Die Klammerelemente 10 sind hier als U-förmige Teile (gesehen in Umfangsrichtung U) gestaltet, d. h. sie weisen Schenkel 12 und 13 auf (s. 4). An den Enden der Schenkel 12 und 13 werden Halteabschnitte 15 gebildet, die als Clip-Verbindung fungieren. Damit können die Klammerelemente 10 auf die Seitenringe 6, 7 aufgeclipt und so formschlüssig mit den Seitenringen verbunden werden.
In 1 ist zu sehen, dass die Klammerelemente 10 aus radialer Richtung r auf die Seitenringe 6, 7 aufgeschoben und auf ihnen fixiert werden.
Eine hierzu alternative Lösung zeigen die 5 bis 7. Die Klammerelemente 10, die auch hier wieder U-förmig ausgestaltet sind, werden hier in axiale Richtung a auf die Seitenringe 6, 7 aufgeschoben, was durch die Pfeile in 5 angedeutet. Die Montage der Wälzkörper 2 ist hier in der Weise möglich, dass zunächst die Wälzkörper 2 in der Aufnahmetasche 9 platziert werden. Dann werden die Klammerelemente 10 von beiden Seiten her in axiale Richtung a eingeschoben, so dass sich die Fortsätze 11 in die Vertiefungen 5 erstrecken.
Wie in den 6 und 7 gesehen werden kann, sind hier die Fortsätze 11 an den Enden der Schenkel 12 und 13 der U-förmigen Struktur der Klammerelementen 10 angeordnet.
Eine nochmals etwas abgeänderte Lösung stellen die 8 bis 10 dar. Die Klammerelement 12 werden hier radial von innen montiert (s. Pfeile in 8). Dabei können entweder zuerst die Klammerelemente 10 und dann die Wälzkörper 2 montiert werden. Es ist aber auch die umgekehrte Reihenfolge der Montage möglich.
Erwähnenswert ist in 9 und 10 noch, dass hier die Endbereiche der Schenkel 12 und 13 der U-förmigen Struktur der Klammerelemente 10 in vorgeformte Absätze 16 der Seitenringe 6, 7 eingreifen und hier einen formschlüssigen Halt finden.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlagerkäfig
2: Wälzkörper (Zylinderrolle)
3: Stirnseite
4: Stirnseite
5: Vertiefung
6: Seitenring
7: Seitenring
8: Verbindungssteg
9: Aufnahmetasche
10: Klammerelement
11: Fortsatz
12: Schenkel
13: Schenkel
14: Aussparung
15: Halteabschnitt
16: Absatz
a: axiale Richtung
U: Umfangsrichtung
r: radiale Richtung

Claims

Wälzlagerkäfig (1) zur Aufnahme einer Anzahl Wälzkörper (2), wobei die Wälzkörper (2) an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten (3, 4) Vertiefungen (5) aufweisen, wobei der Wälzlagerkäfig (1) zwei Seitenringe (6, 7) umfasst, die über eine der Anzahl der Wälzkörper (2) entsprechende Anzahl Verbindungsstege (8) miteinander verbunden sind, so dass durch die Seitenringe (6, 7) und die Verbindungsstege (8) eine Anzahl der Wälzkörper (2) entsprechende Anzahl Aufnahmetaschen (9) für Wälzkörper (2) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Seitenringe (6, 7) im Umfangsbereich der Aufnahmetasche (9) pro Aufnahmetasche (9) mindestens ein Klammerelement (10) angeordnet ist, wobei das Klammerelement (10) mindestens einen elastischen Fortsatz (11) aufweist, der sich axial (a) in das Innere der Aufnahmetasche (9) und im montierten Zustand des Wälzkörpers (2) in die Vertiefung (5) desselben erstreckt.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seitenringen (6, 7) Klammerelemente (10) angeordnet sind.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass pro Aufnahmetasche (9) am Seitenring (6, 7) ein Klammerelement (10) angeordnet ist.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klammerelement (10) durch eine formschlüssige Verbindung am Seitenring (6, 7) befestigt ist.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung als Clip-Verbindung ausgebildet ist.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klammerelement (10) aus einem elastischen Material besteht, insbesondere aus Blech oder aus Kunststoff.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klammerelement (10) in einem Schnitt senkrecht auf die Umfangsrichtung (U) des Käfigs eine U-förmige Struktur aufweist.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Schenkel (12) der U-förmigen Struktur des Klammerelements (10) den Fortsatz (11) aufweist und sich ins Innere der Aufnahmetasche (9) erstreckt.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schenkel (12, 13) der U-förmigen Struktur des Klammerelements (10) den Fortsatz (11) bilden, der sich ins Innere der Aufnahmetasche (9) erstreckt.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Seitenring (6, 7) für die Aufnahme des Klammerelements (10) eine Aussparung (14) bildet, so dass zumindest an einer radial außenliegenden oder innenliegenden Oberfläche des Seitenrings (6, 7) eine bündige Oberfläche zwischen Seitenring (6, 7) und Klammerelement (10) gebildet wird.