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Die Erfindung betrifft Wälzlager mit einem Wälzlagerkäfig, mit Wälzkörpern und mit einem Wälzlagerring, wobei die Wälzkörper in zumindest einer Reihe in Umfangsrichtung um eine axial ausgerichtete Rotationsachse zueinander beabstandete Käfigtaschen eingesetzt sind, wobei der Wälzlagerkäfig einen Bord als eine Axialsicherung aufweist, wobei der Bord formschlüssig in einer Umfangsnut Wälzbauteils eingerastet ist.
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In der
DE 39 17 759 A1 ist ein Wälzlagerkäfig mit einer Axialhalterung auf einer Welle oder einem Innenring gezeigt, wobei ein radialer Bord des Käfigs in einer Ringnut verrastet. Der Wälzlagerkäfig ist damit unverlierbar mit dem Innenring verbunden. Neben einer Seitenführung ist der Wälzlagerkäfig geschlitzt, so dass der sich Käfig bei der Montage auf der Welle bzw. auf einem Innenring aufweiten lässt. Aus Kunststoff hergestellte Wälzlagerkäfige sind Massenprodukte, die beim Auswurf aus dem Spritzwerkzeug gemeinsam in einem Behälter gesammelt und transportiert werden. Dabei besteht die Gefahr, dass sich die Wälzlagerkäfige verhaken.
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Die
DE10 2012 208 807 A1 zeigt einen für eine Losradlagerung bestimmten, zweireihig ausgebildeten Wälzlagerkäfig, der an einer Seite ein Schnappbord einschließt. Der aus Kunststoff hergestellte Wälzlagerkäfig wird bei der Montage auf eine Welle oder einen Innenring aufgeschoben, wobei sich der Bord radial aufweitet, bevor dieser in eine Ringnut der Welle oder des Innenrings einschnappt. Die Höhe des Bordes und dessen Übermaß zum Wellen- oder Innenringdurchmesser erfordern einen erhöhten Aufwand für eine genaue Herstellung innerhalb erforderlicher Toleranzen des aus Kunststoff hergestellten Wälzlagerkäfigs.
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Die
DE 10 136 372 zeigt eine zweireihige Lagerung mit zwei Käfigen aus Kunststoff für eine Losradlagerung. Der jeweilige Käfig weist randseitig Schnappnasen auf, die montiert mittig zwischen den Reihen in eine innere Umlaufnut eines Getrieberades (vorzugsweise Losrad) eingreifen. Eine innere Umlaufnut in einem Zahnrad zu fertigen ist im Vergleich zur Herstellung einer Durchgangsbohrung aufwändig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen funktional optimierten Wälzlagerkäfig zu schaffen, der eine einfache Montage ermöglicht und der kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wälzlager gemäß Anspruch 1 gelöst. Die auf die abhängigen Ansprüche rückbezogenen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.
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Erfindungsgemäß wird ein aus Kunststoff hergestellter Wälzlagerkäfig mit wenigstens einer elastischen Verbindung vorgeschlagen, die ein durch längenbegrenzte Schlitze gebildetes Stegschloss einschließt. Der wenigstens eine Steg des Stegschlosses ermöglicht ein elastisches Einschnüren oder ein elastisches Aufweiten des Wälzlagerkäfigs bei der Montage.
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Aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung stellt sich vorteilhaft eine gewünschte größere Elastizität des Wälzlagerkäfigs ein, wodurch dieser ungehindert aufgeweitet oder eingeschnürt werden kann, bevor der Bord in eine zugehörige Umlaufnut eines Wälzbauteils des Wälzlagers einschnappt. Als Folge der größeren Elastizität bietet es sich vorteilhaft an, den Bord bzw. den Anschlag des Wälzlagerkäfigs zu erhöhen. Über einen höheren Bord, auch Schnappbord genannt, stellt sich vorteilhaft eine größere radiale Überdeckung, ein größeres Übermaß, zwischen dem Bord und der Nut ein, die vorteilhaft die axiale Sicherung des Wälzlagerkäfigs an einem Bauteil der Umgebungskonstruktion des Wälzlagers verbessert.
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Gleichzeitig vereinfacht das erfindungsgemäße, einen Schlitzbereich bildende Stegschloss die Montage des Wälzlagerkäfigs, da dieser keine so enge Maßeinhaltung erfordert im Vergleich zu einem Wälzlagerkäfig ohne elastische Verbindung. Damit besteht bei der Montage des Wälzlagerkäfigs weder die Gefahr einer Beschädigung von einer Wälzkörperlaufbahn noch des Wälzlagerkäfigs, beispielsweise durch ein Späne erzeugendes Abschaben der Laufbahn oder des Wälzlagerkäfigs. Aufgrund der eng geführten, längenbegrenzten Schlitze des eine elastische Verbindung bildenden Stegs besteht keine Gefahr, dass nach Fertigstellung des Wälzlagerkäfigs beim Auswurf aus dem Spritzwerkzeug in ein Behältnis sich die Wälzlagerkäfige ineinander zu Ketten oder Clustern verhaken.
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Das gemäß der Erfindung gestaltete Stegschloss wird bevorzugt durch längenbegrenzte, parallel verlaufende Schlitze gebildet, die von jeder Stirnseite in den Wälzlagerkäfig eingebracht sind. Dabei sind die relativ nah zueinander verlaufenden Schlitze durch den Steg getrennt, wobei der Steg jedoch jeweils an einem Ende des Wälzlagerkäfigs mit einer Wurzel an das Material des Wälzlagerkäfigs angebunden ist. Dadurch ergibt sich, dass der jeweilige Schlitz sich gegenüber von dem anderen, von einer gegenüberliegenden axialen Stirnseite ausgehenden Schlitz, von einer axialen Stirnseite des Wälzlagers bzw. Käfigs aus bis zur Wurzel des Steges erstreckt und dadurch den Wälzlagerkäfig in Umfangsrichtung nicht vollständig teilt. Bevorzugt entspricht dabei eine in Umfangsrichtung einer Stegbreite der Breite von jedem der Schlitze in Umfangsrichtung.
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Das erfindungsgemäße Wälzlager bietet vorteilhaft die Möglichkeit, dass ein radial nach innen gerichteter Bord des Wälzlagerkäfigs in eine äußere Umlaufnut eines Innenrings als Schnappbord verrastet, so dass der Wälzlagerkranz und der Innenring gemeinsam eine Vormontageeinheit und das Wälzlager bilden. Auf diese Weise sind der Wälzlagerkäfig, einschließlich zugehöriger, als Nadeln ausgeführter Wälzkörper, die einen Nadelkranz bilden sowie der Innenring verbunden. Durch diese Maßnahme kann diese Einheit während des Transportes nicht auseinanderfallen. Die aus dem Wälzlagerinnenring und dem Wälzlagerkäfig bestehende, auch als KI bezeichnete Einheit vereinfacht sowohl das Handling beim Transport als auch die Montage.
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Ferner kann der gemäß der Erfindung aufgebaute Wälzlagerkäfig einen radial nach außen gerichteten Bord aufweisen, der in eine innere Umlaufnut von einem Zahnrad verrastet. Bevorzugt ist ein derartiger Wälzlagerkäfig für eine Losradlagerung bestimmt, bei denen Losräder gegenüber einer Welle in einem Getriebe, insbesondere einem Automatikgetriebe, drehbar radial gelagert sind.
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Um die Elastizität des gemäß der Erfindung aufgebauten Wälzlagerkäfigs zu steigern, ist vorgesehen, mehrere umfangsverteilt angeordnete Stegschlösser anzuordnen. Bevorzugt schließt dazu das Wälzlager drei, jeweils um 120° zueinander versetzte Stegschlössern ein. Bei Bedarf, insbesondere für Wälzlagerkäfige mit großem Durchmesser, kann die Anzahl der Stegschlösser weiter erhöht werden.
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Eine bevorzugte Gestaltung des Stegschlosses sieht vor, dass dessen durch einen Steg getrennte Schlitze in Richtung einer Längsachse des Wälzlagerkäfigs bzw. des Wälzlagers ausgerichtet sind. Diese Anordnung nimmt positiven Einfluss auf den Einbauraum der für die Wälzkörper bestimmten Taschen im Wälzlagerkäfig.
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Gemäß einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung bietet es sich an, den erfindungsgemäß aufgebauten Wälzlagerkäfig einseitig, zur Bildung eines Distanzstücks zu verlängern. Dabei ist der zur Axialsicherung vorgesehene Bord der Verlängerung zugeordnet. Die Erfindung ist außerdem auf einen zweireihig ausgebildeten Wälzlagerkäfig übertragbar, bei dem die Käfigtaschen in zwei axial beanstandeten Reihen angeordnet sind. Der Bord zur Axialsicherung ist dabei mittig zwischen einer ersten und einer zweiten Käfigtaschenreihe angeordnet. Um eine optimale Anpassung der Borde an die zugehörige Umlaufnut zu erreichen, bietet es sich an, den Bord in unterschiedlichen Formen angepasst an die Umlaufnuten zu gestalteten. Beispielsweise kann der Bord ein trapezförmiges, rechteckiges oder halbrundes Querschnittsprofil aufweisen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in vier Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung sind in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Es zeigt:
- 1: einen erfindungsgemäß aufgebauten Wälzlagerkäfig in einer dreidimensionalen Darstellung;
- 2: einen Ausschnitt eines längs der Rotationsachse des Wälzlagers geschnittenen erfindungsgemäßen Wälzlagers, in dem der Wälzlagerkäfig über eine Axialsicherung mit einem als Innenring ausgebildeten Wälzbauteil verbundenen ist;
- 3: einen Ausschnitt eines längs der Rotationsachse des Wälzlagers geschnittenen erfindungsgemäßen Wälzlagers, in dem der Wälzlagerkäfig über eine Axialsicherung mit einem als Zahnrad ausgebildeten Wälzbauteil des Wälzlagers verbundenen ist;
- 4: einen erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfig mit einer einseitigen Verlängerung, die einen Bord zur Axialsicherung vorsieht.
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Die 1 zeigt in einer Perspektive einen Wälzlagerkä1 mit einer einreihigen Anordnung von Käfigtaschen 2, die zur Aufnahme von Wälzkörpern bestimmt sind. Zur Axialsicherung schließt der aus Kunststoff hergestellte Wälzlagerkä1 an einer Innenseite 3 einen umlaufenden, auch als Anschlag zu bezeichnenden Bord 4 ein, der formschlüssig in einer Umlaufnut verrastet. Um die Montage, ein elastisches Einschnüren oder ein elastisches Aufweiten des Wälzlagerkäfigs 1 zu ermöglichen, sind drei jeweils um 120° zueinander versetzte Stegschlösser jeweils mit einem Steg 5 vorgesehen. Dazu ist von jeder Stirnseite 6, 7 jeweils ein axial längenbegrenzter Schlitz 8, 9 in den Wälzlagerkä1 eingebracht, wobei sich zwischen den eng parallel zueinander verlaufenden Schlitzen 8, 9 ein Steg 10 einstellt. Die Schlitze 8, 9 sind dabei rechtwinkelig zu den Stirnseiten 6, 7 in dem Wälzlagerkä1, also gleichgerichtet mit der Rotationsachse des Wälzlagers eingebracht.
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In den nachfolgenden Darstellungen des Wälzlagers 2 bis 4 ist jeweils das Stegschloss der erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfige nicht abgebildet. Die 2 bis 4 sind weitestgehend auf die Darstellung unterschiedlicher Axialsicherungen der Wälzkörperkäfige beschränkt.
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In 2 ist im Halbschnitt ein erfindungsgemäßes Wälzlager mit einem Wälzlagerkä 11 mit einer zweireihigen Anordnung von Käfigtaschen 2, in denen als Nadeln ausgeführte Wälzkörper 12 eingesetzt sind, die gemeinsam einen Nadelkranz oder Wälzlagerkranz 13 bilden, gezeigt. Zwischen den Käfigtaschen 2 weist der Wälzlagerkä 11 einen radial nach innen ausgerichteten, auch als Schnappnase zu bezeichnenden Bord 14 auf, der zur Darstellung einer Axialsicherung formschlüssig, aber gleichzeitig spielbehaftet in eine Umlaufnut 15 eines Innenrings 16 eingeschnappt und verrastet ist. Die Wälzkörper 12 sind dabei auf Laufflächen einer Mantelfläche 17 des Innenrings 16 geführt. Der Wälzlagerkä11 einschließlich zugehöriger Wälzkörper 12 bildet mit dem Innenring 16 gemeinsam ein Wälzlager, das eine auch als Kl (Käfig - Innenring) bezeichnete, während des Transportes nicht auseinanderfallende Vormontageeinheit 18 ist.
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In dem gemäß 3 dargestellten Wälzlager ist der Wälzlagerkä21 alternativ 2 einem Zahnrad 22 zugeordnet, in dem der radial nach außen gerichtete Bord 24 des Wälzlagerkäfigs 21 mit einem trapezartig geformten Querschnittsprofil spielbehaftet in einer Umlaufnut 25 des Zahnrades 22 verrastet ist. Bedingt durch das umfangsseitig vorspannende Stegschloss (nicht gezeigt) erfolgt bei einer Lageübereinstimmung zwischen dem Bord 24 und der Umlaufnut 25 ein elastisches Aufweiten des Wälzlagerkäfigs 21, so dass sich eine Axialsicherung zwischen dem Zahnrad 22 und dem Wälzkörperkä 21 einstellt. Diese Lagerung ist vorteilhaft für eine Losradlagerung einsetzbar, um das als Losrad bezeichnete Zahnrad 22 gegenüber einer Welle 23 in einem Getriebe, insbesondere einem Automatikgetriebe, drehbar zu lagern.
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Die 4 zeigt ein Wälzlager mit einem Wälzlagerkä31 mit einer zweireihigen Anordnung von Käfigtaschen 2, in denen die Wälzkörper 12 eingesetzt sind. Der zur Axialsicherung vorgesehene Bord 34 ist einer einseitigen Verlängerung 33 des Wälzlagerkäfigs 31 zugeordnet. Der gleichzeitig eine Seitenführung des Wälzlagerkäfigs 31 bildende Bord 34, der auch Distanzstück genannten Verlängerung 33 verrastet in der Umlaufnut 35 der Welle 23.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzkörperkäfig
- 2
- Käfigtaschen
- 3
- Innenseite
- 4
- Bord
- 5
- Steg
- 6
- Stirnseite
- 7
- Stirnseite
- 8
- Schlitz
- 9
- Schlitz
- 10
- Steg
- 11
- Wälzkörperkäfig
- 12
- Wälzkörper
- 13
- Wälzlagerkranz
- 14
- Bord
- 15
- Umlaufnut
- 16
- Innenring
- 17
- Mantelfläche
- 18
- Vormontageeinheit
- 21
- Wälzkörperkäfig
- 22
- Zahnrad
- 23
- Welle
- 24
- Bord
- 25
- Umlaufnut
- 31
- Wälzkörperkäfig
- 33
- Verlängerung
- 34
- Bord
- 35
- Umlaufnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3917759 A1 [0002]
- DE 102012208807 A1 [0003]
- DE 10136372 [0004]
