DE102016202107A1

DE102016202107A1 - Käfig und Wälzlager mit einem Käfig

Info

Publication number: DE102016202107A1
Application number: DE102016202107.9A
Authority: DE
Inventors: Kleberson Sierra; Jesiel Costa
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (1) für ein Wälzlager (2), umfassend einer Vielzahl erster und zweiter abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildeter Taschen (3a, 3b), wobei die ersten Taschen (3a) dazu vorgesehen sind, einen kugelförmigen Wälzkörper (4a) aufzunehmen, und wobei die zweiten Taschen (3b) dazu vorgesehen sind, einen zylindrischen Wälzkörper (4b) aufzunehmen. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Wälzlager (2) mit einem Innenring (7), mit einem Außenring (8) und mit einer Vielzahl radial zwischen dem Innenring (7) und dem Außenring (8) angeordneter kugelförmiger und zylindrischer Wälzkörper (4a, 4b), wobei die Wälzkörper (4a, 4b) in den ersten und zweiten Taschen (3a, 3b) des zuvor genannten Käfigs (1) angeordnet sind, wobei in den ersten Taschen (3a) jeweils ein kugelförmiger Wälzkörper (4a) angeordnet ist, und wobei in den zweiten Taschen (3b) jeweils ein zylindrischer Wälzkörper (4b) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Wälzlager. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Wälzlager mit einem Innenring, mit einem Außenring und mit dem zuvor genannten Käfig, wobei eine Vielzahl von Wälzkörpern radial zwischen dem Innenring und dem Außenring im Käfig geführt werden.
Vornehmlich erstreckt sich das Anwendungsgebiet der Erfindung auf Wälzlager, die in einem Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Kältemittelverdichter, angeordnet sind.
Die DE 195 39 251 A1 offenbart eine Wälzlagereinheit, die ein Zylinderrollenlager und ein Kugellager umfasst. Die Wälzlagereinheit ist insbesondere vorgesehen für eine Dreh- und Längsbewegung eines Schaltelementes oder einer Schaltwelle. Jeder Bewegungsrichtung sind Wälzkörper mit voneinander abweichenden Radialabmessungen zugeordnet. Die Wälzkörper sind mittels eines Käfigs beabstandet umfangsverteilt angeordnet und zumindest von einem Lagerring geführt, dessen Längserstreckung eine axiale Länge des Käfigs übertrifft. Die für eine Längsbewegung vorgesehenen Wälzkörper sind als Kugel gestaltet, die in Taschen des Käfigs eingesetzt sind, deren Längserstreckung einem halben Hub der Schaltwelle entspricht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Wälzlager mit einem Käfig dahingehend weiterzuentwickeln, dass zumindest die radiale Belastung des Wälzlagers gesteigert wird und gleichzeitig zumindest das radiale Abmaß des Wälzlagers verringert wird.
Der erfindungsgemäße Käfig für ein Wälzlager umfasst eine Vielzahl erster und zweiter abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildeter Taschen, wobei die ersten Taschen dazu vorgesehen sind, einen kugelförmigen Wälzkörper aufzunehmen, und wobei die zweiten Taschen dazu vorgesehen sind, einen zylindrischen Wälzkörper aufzunehmen. Insbesondere sind die jeweiligen Taschen zumindest teilweise komplementär zu der Außenkontur des jeweiligen Wälzkörpers ausgebildet. Die kugelförmigen Wälzkörper sind im Wesentlichen dazu vorgesehen, eine axiale Kraftkomponente aufzunehmen. Ferner sind die zylindrischen Wälzkörper im Wesentlichen dazu vorgesehen eine radiale Kraftkomponente aufzunehmen. Insbesondere kann die radiale Belastung des Wälzlagers aufgrund der Kombination von kugelförmigen und zylindrischen Wälzkörpern gesteigert werden.
Vorzugsweise ist der Käfig aus einem Polymerwerkstoff ausgebildet. Insbesondere weist der Polymerwerkstoff eine ausreichende Temperatur- und Medienbeständigkeit auf, um in einem Nebenaggregat eines Kraftfahrzugs, insbesondere in unmittelbarer Nähe einer magnetisch betätigbaren Reibkupplung angeordnet zu werden. Ferner wird der Käfig, vorzugsweise spritzgusstechnisch hergestellt.
Bevorzugt sind die ersten Taschen durch einen im Wesentlichen kreisförmigen Abschnitt des Käfigs ausgebildet und weisen zumindest eine axiale Öffnung auf. Die ersten Taschen sind somit im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei die axiale Öffnung die Ausbildung der ersten Tasche als geschlossenen Ring verhindert. Insbesondere ist die jeweilige erste Tasche dazu vorgesehen, die kugelförmigen Wälzkörper drehbeweglich zu lagern.
Ferner bevorzugt sind die zweiten Taschen durch einen im Wesentlichen rahmenförmigen Abschnitt des Käfigs ausgebildet und weisen zumindest in einer Ebene ein geschlossenes Profil auf. Insbesondere ist die jeweilige zweite Tasche rechteckig ausgebildet und dazu vorgesehen, die zylindrischen Wälzkörper drehbeweglich zu lagern. Die zylindrischen Wälzkörper sind bis auf eine jeweilige Aussparung zur Anlage am Innenring und am Außenring vollständig in der jeweiligen zweiten Tasche des Käfigs aufgenommen.
Des Weiteren bevorzugt sind die jeweiligen Taschen axial mittig am Käfig ausgebildet und über einen jeweiligen Stegabschnitt miteinander verbunden. Mit anderen Worten verbindet ein axial mittig am Käfig ausgebildeter Stegabschnitt eine jeweilige erste Tasche mit einer jeweiligen zweiten Tasche. Der Käfig ist einteilig ausgebildet.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße Wälzlager einen Innenring, einen Außenring und eine Vielzahl radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneter kugelförmiger und zylindrischer Wälzkörper, wobei die Wälzkörper in ersten und zweiten Taschen des zuvor genannten Käfigs angeordnet sind, wobei in den ersten Taschen jeweils ein kugelförmiger Wälzkörper angeordnet ist, und wobei in den zweiten Taschen jeweils ein zylindrischer Wälzkörper angeordnet ist.
Vorzugsweise weist der Innenring an einer Außenumfangsfläche eine radial eingelassene Laufbahn zur Aufnahme und Führung der kugelförmigen Wälzkörper auf. Ferner weist der Außenring an einer Innenumfangsfläche auch eine radial eingelassene Laufbahn zur Aufnahme und Führung der kugelförmigen Wälzkörper auf. Die jeweilige Laufbahn ist dabei zumindest teilweise komplementär zu den kugelförmigen Wälzkörpern ausgebildet. Insbesondere ist die jeweilige Laufbahn nutförmig im Innen- und/oder Außenring ausgebildet und weist eine abgerundete Querschnittsfläche auf, die an der Außenkontur des kugelförmigen Wälzkörpers angepasst ist. Der jeweilige kugelförmige Wälzkörper kommt vollständig an der jeweiligen Laufbahn zur Anlage.
Bevorzugt ist radial zwischen dem Innenring und dem Außenring an beiden Stirnseiten des Wälzlagers ein jeweiliges Dichtungselement zur Abdichtung eines Lagerinnenraums angeordnet. Das jeweilige Dichtungselement ist vorzugsweise aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere einem gummielastischen Polymerwerkstoff ausgebildet.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die zylindrischen Wälzkörper einen kleineren Durchmesser als die kugelförmigen Wälzkörper aufweisen. Insbesondere sind die zylindrischen Wälzkörper nadelförmig ausgebildet.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers mit einem erfindungsgemäßen Käfig, und
2 eine teilweise geschnittene Perspektivdarstellung des erfindungsgemäßen Wälzlagers gemäß 1.
Gemäß den 1 und 2 weist ein erfindungsgemäßes Wälzlager 2 einen Innenring 7, einen Außenring 8, eine Vielzahl von kugelförmigen und zylindrischen, im Wesentlichen nadelförmigen Wälzkörpern 4a, 4b sowie einen Käfig 1 auf. Ferner weist das Wälzlager 2 an beiden Stirnseiten ein jeweiliges Dichtungselement 10a, 10b auf, das radial zwischen dem Innenring 7 und dem Außenring 8 zur Abdichtung eines Lagerinnenraums angeordnet ist.
Die Wälzkörper 4a, 4b sind radial zwischen dem Innenring 7 und dem Außenring 8 in dem Käfig 1 angeordnet, wobei der Käfig 1 aus einem Polymerwerkstoff ausgebildet ist. Zur Aufnahme der jeweiligen Wälzkörper 4a, 4b weist der Käfig 1 eine Vielzahl erster und zweiter abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildeter Taschen 3a, 3b auf, wobei die ersten Taschen 3a jeweils einen kugelförmigen Wälzkörper 4a aufnehmen, und wobei die zweiten Taschen 3b jeweils einen zylindrischen Wälzkörper 4b aufnehmen.
Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, weist der Innenring 7 an einer Außenumfangsfläche eine radial eingelassene Laufbahn 9a zur Aufnahme und Führung der kugelförmigen Wälzkörper 4a auf. Ferner weist der Außenring 8 an einer Innenumfangsfläche eine radial eingelassene Laufbahn 9b zur Aufnahme und Führung der kugelförmigen Wälzkörper 4a auf. Die zylindrischen Wälzkörper 4b weisen einen kleineren Durchmesser als die kugelförmigen Wälzkörper 4a auf und kommen radial an der Innenumfangsfläche des Außenrings 8 und an der Außenumfangsfläche des Innenrings 7 zur Anlage.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, sind die ersten Taschen 3a durch einen im Wesentlichen kreisförmigen Abschnitt des Käfigs 1 ausgebildet und weisen eine axiale Öffnung 5 auf. Mit anderen Worten wären die jeweiligen ersten Taschen 3a ringförmig ausgebildet, sofern die Öffnung 5 nicht vorgesehen wäre. Demgegenüber sind die zweiten Taschen 3b durch einen im Wesentlichen rahmenförmigen Abschnitt des Kä1 ausgebildet und weisen in einer Ebene ein geschlossenes Profil auf. Das geschlossene Profil ist komplementär zu den zylindrischen Wälzkörpern 4b ausgebildet und weist eine rechteckige Form auf. Ferner sind die jeweiligen Taschen 3a, 3b axial mittig am Käfig 1 ausgebildet und über einen jeweiligen Stegabschnitt 6 miteinander verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Käfig
2: Wälzlager
3a, 3b: Tasche
4a, 4b: Wälzkörper
5: Öffnung
6: Stegabschnitt
7: Innenring
8: Außenring
9a, 9b: Laufbahn
10a, 10b: Dichtungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19539251 A1 [0003]

Claims

Käfig (1) für ein Wälzlager (2), umfassend eine Vielzahl erster und zweiter abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildeter Taschen (3a, 3b), wobei die ersten Taschen (3a) dazu vorgesehen sind, einen kugelförmigen Wälzkörper (4a) aufzunehmen, und wobei die zweiten Taschen (3b) dazu vorgesehen sind, einen zylindrischen Wälzkörper (4b) aufzunehmen.
Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (1) aus einem Polymerwerkstoff ausgebildet ist.
Käfig (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Taschen (3a) durch einen im Wesentlichen kreisförmigen Abschnitt des Käfigs (1) ausgebildet sind und zumindest eine axiale Öffnung (5) aufweisen.
Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Taschen (3b) durch einen im Wesentlichen rahmenförmigen Abschnitt des Käfigs (1) ausgebildet sind und zumindest in einer Ebene ein geschlossenes Profil aufweisen.
Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Taschen (3a, 3b) axial mittig am Käfig (1) ausgebildet sind und über einen jeweiligen Stegabschnitt (6) miteinander verbunden sind.
Wälzlager (2) mit einem Innenring (7), mit einem Außenring (8) und mit einer Vielzahl radial zwischen dem Innenring (7) und dem Außenring (8) angeordneter kugelförmiger und zylindrischer Wälzkörper (4a, 4b), wobei die Wälzkörper (4a, 4b) in ersten und zweiten Taschen (3a, 3b) eines Käfigs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angeordnet sind, wobei in den ersten Taschen (3a) jeweils ein kugelförmiger Wälzkörper (4a) angeordnet ist, und wobei in den zweiten Taschen (3b) jeweils ein zylindrischer Wälzkörper (4b) angeordnet ist.
Wälzlager (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (7) an einer Außenumfangsfläche eine radial eingelassene Laufbahn (9a) zur Aufnahme und Führung der kugelförmigen Wälzkörper (4a) aufweist.
Wälzlager (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (8) an einer Innenumfangsfläche eine radial eingelassene Laufbahn (9b) zur Aufnahme und Führung der kugelförmigen Wälzkörper (4a) aufweist.
Wälzlager (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Innenring (7) und dem Außenring (8) an beiden Stirnseiten des Wälzlagers (2) ein jeweiliges Dichtungselement (10a, 10b) zur Abdichtung eines Lagerinnenraums angeordnet ist.
Wälzlager (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Wälzkörper (4b) einen kleineren Durchmesser aufweisen als die kugelförmigen Wälzkörper (4a).