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Die Erfindung betrifft eines Wälzlagerkäfig eine Wälzlagers mit zwei Lagerkäfigteilen, bei dem jedes Lagerkäfigteil Verbindungsstellen und Wälzkörpertaschenhälften aufweist.
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In der Regel werden Wälzlagerkäfige, die aus zwei Käfigteilen bestehen, mittels Niet- oder Schraubverbindungen miteinander verbunden. Genietete Wälzlagerkäfige sind beispielsweise in der
DE 10 2014 212 267 A1 ,
DE 199 08 158 A1 und in der
DE 44 26 103 A1 offenbart.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen teilbaren Wälzlagerkäfig derart weiter zu entwickeln, dass eine Gewichtsreduzierung und eine Reduktion der Bauteilanzahl erreicht werden.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der im Anspruch 1 angegebene Wälzlagerkäfig und in Anspruch 4 dessen Montageverfahren vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
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Der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig eines Wälzlagers weist zwei Lagerkäfigteile auf, die jeweils Verbindungsstellen und Wälzkörpertaschenhälften aufweisen. Die Wälzkörpertaschenhälften sind zur Aufnahme von Wälzkörpern eines Wälzlagers ausgebildet. Der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig zeichnet sich dadurch aus, dass beide Lagerkäfigteile mittels Durchstellen an den Verbindungsstellen miteinander verbunden sind. Unter Durchstellen wird ein Verbindungsverfahren verstanden, bei dem beide Lagerkäfigteile ohne zusätzliche Elemente miteinander verbunden werden. Hierzu wird ein Teil des zweiten Lagerkäfigteils in einen Durchbruch des ersten Lagerkäfigteils gesteckt und am herausragenden durchgesteckten Ende des Teils des zweiten Lagerkäfigteils umgeformt, damit eine selbstständige Lösung der durchgestellten Verbindung verhindert wird.
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Beispielsweise weist das erste Lagerkäfigteil an den Verbindungsstellen eine Vielzahl an Durchbrüchen auf. Des Weiteren weist das zweite Lagerkäfigteil an den Verbindungsstellen eine Vielzahl an Durchbrüchen mit jeweils einem umlaufenden Kragen auf, wobei jeder Kragen des zweiten Lagerkäfigteils in jeweils einem der Durchbrüche des ersten Lagerkäfigteils durchgesteckt ist. Vorzugsweise sind alle herausragenden Enden der Kragen des zweiten Lagerkäfigteils auf der Seite des ersten Lagerkäfigteils umgeformt, vorzugsweise gebogen, insbesondere umgebördelt.
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Der Kragen ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und durch Stanzziehen hergestellt. Jeder Kragen erstreckt sich dabei in axialer Richtung des jeweiligen Durchbruchs und ragt aus dem jeweiligen Durchbruch des ersten Lagerkäfigteils auf beiden Seiten heraus. Das bedeutet, dass die axiale Länge eines Kragens länger ist als die axiale Länge eines Durchbruchs des ersten Lagerkäfigteils, insbesondere mindestens doppelt so lang. Vorzugsweise ist der Durchmesser jedes Kragens des zweiten Lagerkäfigteils gleich groß ausgebildet.
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Die Durchbrüche der Lagerkäfigteile sind beispielsweise mittels Stanzen ausgebildet. Die Durchbrüche des ersten Lagerkäfigteils sind dabei vorzugsweise rund. Alle Durchbrüche des ersten Lagerkäfigteils sind vorzugsweise gleich groß ausgebildet. Der Durchmesser eines Durchbruchs des ersten Lagerkäfigteils ist größer als der Durchmesser eines Kragens des zweiten Lagerkäfigteils.
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Beide Lagerkäfigteile weisen die gleiche Anzahl von Verbindungsstellen sowie die gleiche Anzahl von Wälzkörpertaschenhälften auf. Dabei sind die Verbindungsstellen sowie die Wälzkörpertaschenhälften beider Lagerkäfigteile zueinander ausgerichtet, so dass jeweils eine Verbindungsstelle der ersten Lagerkäfighälfte und eine Verbindungsstelle der zweiten Lagerkäfighälfte direkt nebeneinander angeordnet sind. Des Weiteren bilden entsprechend ausgerichtete Wälzkörpertaschenhälften, das heißt eine Wälzkörpertaschenhälfte des ersten Lagerkäfigteils und eine Wälzkörpertaschenhälfte des zweiten Lagerkäfigteils, eine Tasche, in der ein Wälzkörper im montierten Zustand geführt wird.
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Für die Anordnung der Wälzkörpertaschenhälften und der Verbindungsstellen an beiden Lagerkäfigteilen sind mehrere Ausführungen, abhängig von den auftretenden Belastungen des Wälzlagerkäfigs, vorteilhaft. Beispielsweise können die Verbindungsstellen und die Wälzkörpertaschenhälften der beiden Lagerkäfige alternierend, das heißt abwechselnd, in Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs ausgebildet sein. Somit ist zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Wälzkörpertaschenhälften eine Verbindungsstelle vorhanden. Alternativ ist es auch möglich, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung ausgebildeten Verbindungsstellen mindestens zwei Wälzkörpertaschenhälften ausgebildet sind. Demnach ist es vorteilhaft, wenn in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Verbindungsstellen mindestens eine Wälzkörpertaschenhälfte ausgebildet ist.
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Vorzugsweise sind die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet. Dementsprechend sind die Wälzkörpertaschenhälften jedes Lagerkäfigteils vorzugsweise kugelförmig oder kalottenförmig ausgebildet. Dabei ist es notwendig, dass die Wälzkörpertaschenhälften zu den Lagerringen des Wälzlagers hin offen sind, so dass die Wälzkörper an den entsprechenden Laufbahnen der Lagerringe abrollen können. Das bedeutet, dass idealerweise zwei zueinander ausgerichtete kugel- oder kalottenförmige Wälzkörpertaschenhälften von beiden Lagerkäfigteilen eine bereichsweise kugelförmige Aufnahmetasche für die Wälzkörper bilden.
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Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig in einem Kugellager, insbesondere Radialkugellager, angeordnet.
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Neben einem erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfig wird auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Montieren eines Wälzlagerkäfigs offenbart. Der Wälzlagerkäfig, wie bereits oben beschrieben, umfasst dabei zwei einzelne Lagerkäfigteile mit je einer Vielzahl an Verbindungsstellen und Wälzkörpertaschenhälften. Das erste Lagerkäfigteil weist an jeder Verbindungsstelle einen Durchbruch auf. Das zweite Lagerkäfigteil weist an jeder Verbindungsstelle einen Durchbruch mit einem umlaufenden Kragen auf. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren eines Wälzlagerkäfigs weist folgende Schritte auf:
- - Bereitstellen des ersten Lagerkäfigteils,
- - Einlegen der Wälzkörper in die Wälzkörpertaschenhälfte des ersten Lagerkäfigteils,
- - Anbringen des zweiten Lagerkäfigteils an das erste Lagerkäfigteil, so dass jeder Kragen des zweiten Lagerkäfigteils durch einen der Durchbrüche des ersten Lagerkäfigteils gesteckt ist,
- - Umbördeln oder Biegen aller herausragenden Enden der Kragen des zweiten Lagerkäfigteils.
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Es ist auch möglich, zuerst das zweite Lagerkäfigteil bereitzustellen, in die Wälzkörpertaschenhälften des zweiten Lagerkäfigteils die Wälzkörper einzulegen und anschließend das erste Lagerkäfigteil an dem zweiten Lagerkäfigteil anzubringen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
- 1 ein beispielhaftes Wälzlager mit einem erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfig in perspektivischer Rückansicht,
- 2 die Ausführungsform aus 1 in perspektivischer Vorderansicht,
- 3 eine Vergrößerung einer Verbindungsstelle des erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs aus 2,
- 4 eine Vergrößerung einer Verbindungsstelle des erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs aus 1,
- 5 das Wälzlager aus 1 in Explosionsdarstellung,
- 6 das Wälzlager aus 1 in Vorderansicht,
- 7 das Wälzlager aus 1 in Schnittansicht,
- 8 eine beispielhafte Ausführungsform eines Wälzlagerkäfigs,
- 9 eine Vergrößerung einer Verbindungsstelle des erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs aus 8,
- 10 beispielhafte Darstellung einer Verbindungsstelle eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs mit beiden Lagerkäfigteilen vor der Montage in Schnittansicht,
- 11 beispielhafte Darstellung einer Verbindungsstelle eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs mit beiden zusammen gesteckten Lagerkäfigteilen in Schnittansicht,
- 12 beispielhafte Darstellung einer Verbindungsstelle eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs nach der Montage in Schnittansicht.
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In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In den 1 bis 7 ist ein beispielhaftes Wälzlager 1 mit einem erfindungsgemäßen Wälzlagerkä2 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Wälzlager 1 weist einen Lagerinnenring 3, einen Lageraußenring 4, einen zwischen den beiden Lagerringen 3, 4 angeordneten erfindungsgemäßen Wälzlagerkä2 sowie eine Vielzahl an Wälzkörper 5, die als Kugeln ausgebildet sind, auf. Die Wälzkörper 5 sind in Taschen 6 des Wälzlagerkäfigs 2 angeordnet und werden vom Wälzlagerkä2 geführt.
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Der Wälzlagerkä2 ist zweiteilig ausgeführt und weist somit zwei Lagerkäfigteile 7, 8 auf. Der Wälzlagerkä2 ist in der 8 dargestellt. Beide Lagerkäfigteile 7, 8 sind ringförmig ausgebildet, so dass der Wälzlagerkä2 in axialer Richtung geteilt ist. Des Weiteren weisen beide Lagerkäfigteile 7, 8 jeweils eine Vielzahl an Verbindungsstellen 9 sowie eine Vielzahl an Wälzkörpertaschenhälften 10 auf. In dem dargestellten Wälzlagerkä2 sind zehn Taschen 6 sowie zehn Verbindungsstellen 9 vorhanden. Somit weist jedes Lagerkäfigteil 7, 8 jeweils zehn Verbindungsstellen 9 und zehn Wälzkörpertaschenhälften 10 auf.
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Das erste Lagerkäfigteil 7 weist an jeder Verbindungsstelle 9 einen kreisrunden Durchbruch 11 auf. Das zweite Lagerkäfigteil 8 weist an jeder Verbindungsstelle 9 einen kreisrunden Durchbruch 12 mit einem sich in axialer Richtung, ausgehend vom Wälzlagerkä2, erstreckenden zylindrischen Kragen 13 auf. Der Kragen 13 des zweiten Lagerkäfigteils 8 ist umlaufend um den Durchbruch 12 ausgebildet und wurde mittels Tiefziehen hergestellt.
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In den 3 und 9 ist eine Vergrößerung der Verbindungsstellen 9 des ersten Lagerkäfigteils 7 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Beide Figuren unterscheiden sich dadurch, dass in der 9 nur der Wälzlagerkä2 und in 3 das gesamte Wälzlager 1 dargestellt ist. Der Kragen 13 des zweiten Lagerkäfigteils 8 ist durch den Durchbruch 11 des ersten Lagerkäfigteils 7 durchgesteckt und ragt auf der vom zweiten Lagerkäfigteil 8 abgewandten Seite des ersten Lagerkäfigteils 7 heraus. Das herausragende Ende 14 des Kragens 13 ist radial nach außen, ausgehend vom Durchbruch 11, umgebördelt. Dadurch wird ein selbstständiges Lösen der Verbindung verhindert.
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In der 4 ist eine Vergrößerung der Verbindungsstelle 9 des zweiten Lagerkäfigteils 8 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Hier ist ebenfalls zu erkennen, dass der Kragen 13 des zweiten Lagerkäfigteils 8 durch den Durchbruch 11 des ersten Lagerkäfigteils 7 durchgestellt ist.
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Die beiden Lagerkäfigteile 7, 8 sind des Weiteren derart zueinander ausgerichtet, dass eine Wälzkörpertaschenhälfte 10 des ersten Lagerkäfigteils 7 mit einer Wälzkörpertaschenhälfte 10 des zweiten Lagerkäfigteils 8 eine Tasche 6 bildet. Das bedeutet, dass eine Tasche 6, die zur Aufnahme von einem Wälzkörper 5 ausgebildet ist, aus zwei zusammengesetzten Wälzkörpertaschenhälften 10 besteht.
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In den 10 bis 12 ist das Verfahren zum Montieren der beiden Lagerkäfigteile 7, 8 zu einem Wälzlagerkä2 dargestellt. Dabei ist jeweils eine Verbindungsstelle 9 der beiden Lagerkäfigteile 7, 8 in Schnittansicht dargestellt. In der 10 sind beide Lagerkäfigteile 7, 8 vor der Montage mit einem axialen Abstand zueinander dargestellt. Hier ist entscheidend, dass die Verbindungsstellen 9 beider Lagerkäfigteile 7, 8 so zueinander ausgerichtet werden, dass die axialen Mittellinien M11 , M12 der Durchbrüche 11, 12 auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Anschließend wird, wie in 11 dargestellt, der Kragen 13 des zweiten Lagerkäfigteils 8 in den Durchbruch 11 des ersten Lagerkäfigteils 7 gesteckt, so dass beide Lagerkäfigteile 7, 8 bündig zueinander anliegen. Im darauffolgenden Schritt gemäß 12 wird das aus dem Durchbruch 11 herausragende Ende 14 des Kragens 13 des zweiten Lagerkäfigteils 8 umgebogen, insbesondere umgebördelt. Dadurch werden die beiden Lagerkäfigteile 7, 8 zu einem zweiteiligen Wälzlagerkä2 mittels Durchstellen verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Wälzlagerkäfig
- 3
- Lagerinnenring
- 4
- Lageraußenring
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Taschen des Wälzlagerkäfigs
- 7
- erstes Lagerkäfigteil
- 8
- zweites Lagerkäfigteil
- 9
- Verbindungsstelle
- 10
- Wälzkörpertaschenhälfte
- 11
- Durchbruch des ersten Lagerkäfigteils
- 12
- Durchbruch des zweiten Lagerkäfigteils
- 13
- Kragen
- 14
- herausragendes Ende
- M11
- axiale Mittellinie eines Durchbruchs des ersten Lagerkäfigteils
- M12
- axiale Mittellinie eines Durchbruchs des zweiten Lagerkäfigteils
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212267 A1 [0002]
- DE 19908158 A1 [0002]
- DE 4426103 A1 [0002]
