DE102017109529A1 - Wälzlagerkäfig - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1) aus einem elastischen Kunststoff, welcher Taschen (5) für Zylinderrollen oder Nadeln aufweist, die durch zwei axial beabstandete Seitenringe (2, 3) und diese verbindende Stege (4) begrenzt sind, und der an seinem Umfang einen axial verlaufenden Schlitz (6) aufweist, welcher durch zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Käfigenden (7, 8) gebildet ist, wobei das eine Käfigende (7) ein schwalbenschwanzförmiges Verbindungselement (9) aufweist und das andere Käfigende (8) eine dazu komplementäre Ausnehmung (10) zur Aufnahme des Verbindungselements (9) aufweist, und bei dem benachbart zu dem Verbindungselement (9) sowie zu der komplementären Ausnehmung (10) sich überlappende Vorsprünge (11, 12) und dazu komplementäre Aussparungen (13, 13a) für eine formschlüssige Verbindung der zwei gegenüberliegenden Käfigenden (7, 8) angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist das schwalbenschwanzförmige Verbindungselement (9) einstückig und mittig an dem einen Käfigende (7) ausgebildet und greift spielfrei in die dazu komplementäre Ausnehmung (10) im gegenüberliegenden Käfigende (8) ein, wobei die sich überlappenden Vorsprünge (11, 12) sowie die dazu komplementären Aussparungen (13) jeweils radiale Abstützflächen (14, 15; 16, 16a) aufweisen.
Erfindungsgemäß ist das schwalbenschwanzförmige Verbindungselement (9) einstückig und mittig an dem einen Käfigende (7) ausgebildet und greift spielfrei in die dazu komplementäre Ausnehmung (10) im gegenüberliegenden Käfigende (8) ein, wobei die sich überlappenden Vorsprünge (11, 12) sowie die dazu komplementären Aussparungen (13) jeweils radiale Abstützflächen (14, 15; 16, 16a) aufweisen.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig aus einem elastischen Kunststoff, insbesondere für Zylinderrollen- oder Nadellager, welcher Taschen für die Zylinderrollen oder Nadeln aufweist, die durch zwei axial beabstandete Seitenringe und diese verbindende Stege begrenzt sind, und der wenigstens an einer Stelle seines Umfangs einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, welcher durch zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Käfigenden gebildet ist, wobei das eine Käfigende ein schwalbenschwanzförmiges und in Umfangsrichtung vorstehendes Verbindungselement aufweist, wobei das andere Käfigende eine dazu geometrisch komplementäre Ausnehmung zur Aufnahme des schwalbenschwanzförmigen Verbindungselements aufweist, und bei dem benachbart zu dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement sowie zu der komplementären Ausnehmung sich überlappende Vorsprünge und dazu geometrisch komplementäre Aussparungen für eine formschlüssige Verbindung der zwei gegenüberliegenden Käfigenden angeordnet sind.
- Hintergrund der Erfindung
- Ein derartiger Wälzlagerkäfig ist aus der
DE 198 56 024 A1 bekannt. Dieser Wälzlagerkäfig lässt erkennen, dass in der Draufsicht auf den erwähnten Schlitz gesehen, beidseitig die einander in axialer Richtung gegenüberliegenden Begrenzungsflächen von Vorsprung und Ausnehmung jeweils gegenüber einer Stirnfläche des Käfigs schräg gestellt sind, so dass die beiden Käfigenden mit dem so gebildeten Schwalbenschwanzprofil in Umfangsrichtung relativ derart zueinander beweglich sind, dass ein Aufweiten des Käfigs durch Aneinanderliegen der axialen Begrenzungsflächen und ein Zusammenpressen des Käfigs durch Aneinanderliegen von in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Begrenzungsflächen von Vorsprung und Ausnehmung begrenzt ist. Auf diese Weise ist ein Wälzlagerkäfig geschaffen, der nahezu keinen axialen und keinen radialen Versatz der beiden Käfigenden zueinander zulässt, der aber eine genau definierte Verschiebung dieser in beide Umfangsrichtungen erlaubt. - Dieser Wälzlagerkäfig hat sich in den Fällen bewährt, in denen die genau definierte Verschiebung in beide Umfangsrichtungen erforderlich ist. Das Formwerkzeug zum Spritzgießen dieses Wälzlagerkäfigs aus einem elastischen Kunststoff muss dementsprechend verhältnismäßig aufwendig konstruiert und hergestellt sein, wodurch der Kostenaufwand für diesen Wälzlagerkäfig erhöht ist.
- Aufgabe der Erfindung
- Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wälzlagerkäfig zu konzipieren, der keinen radialen, axialen und umfangsmäßigen Versatz zulässt und sich mit einem vereinfachten Spritzgießwerkzeug herstellen lässt.
- Beschreibung der Erfindung
- Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Wälzlagerkäfig aus einem elastischen Kunststoff, insbesondere für Zylinderrollen- oder Nadellager, welcher Taschen für die Zylinderrollen oder Nadeln aufweist, die durch zwei axial beabstandete Seitenringe und diese verbindende Stege begrenzt sind, und der wenigstens an einer Stelle seines Umfangs einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, welcher durch zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Käfigenden gebildet ist, wobei das eine Käfigende ein schwalbenschwanzförmiges und in Umfangsrichtung vorstehendes Verbindungselement aufweist, wobei das andere Käfigende eine dazu geometrisch komplementäre Ausnehmung zur Aufnahme des schwalbenschwanzförmigen Verbindungselements aufweist, und bei dem benachbart zu dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement sowie zu der komplementären Ausnehmung sich überlappende Vorsprünge und dazu geometrisch komplementäre Aussparungen für eine formschlüssige Verbindung der zwei gegenüberliegenden Käfigenden angeordnet sind, der sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass das schwalbenschwanzförmige, in Umfangsrichtung vorstehende Verbindungselement einstückig und mittig an dem einen Käfigende ausgebildet ist, dass dieses Verbindungselement spielfrei in die dazu komplementäre Ausnehmung im gegenüberliegenden Käfigende eingreift, und dass die sich überlappenden Vorsprünge sowie die dazu komplementären Aussparungen jeweils Abstützflächen aufweisen, welche in eine Radialrichtung weisen.
- Dieser Wälzlagerkäfig ist somit spielfrei in axialer und radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung durch eine kraft- und formschlüssige Fixierung der Verbindung der beiden Käfigenden ausgebildet. Es ergibt sich keine Verformung bei entstehenden Axialkräften, und ein axiales Verschränken bei etwaig entstehendem Spiel in der Verbindung ist reduziert. Der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig weist somit die vorteilhaften Eigenschaften eines geschlossenen Wälzlagerkäfigs auf, obwohl er leichter montierbar ist.
- Eine Möglichkeit, eine Öffnung der Verbindung zwischen den beiden Käfigenden im Betrieb zu vermeiden, wird dadurch erreicht, dass an den Seitenringen des Wälzlagerkäfigs, benachbart zu dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement und/oder zu der komplementären Ausnehmung, radiale Vorsprünge ausgebildet sind, welche sich im eingebauten Zustand des Wälzlagerkäfigs an einer radial äußeren und/oder radial inneren Lauffläche oder an Borden der Lagerringe des Zylinderrollen- oder Nadellagers abstützen. Hierdurch wird erreicht, dass die Verbindung zwischen den Käfigenden als im Betrieb unlösbar anzusehen ist.
- Vorzugsweise können je zwei sich radial nach außen und/oder nach innen erstreckende Vorsprünge benachbart zu den axialen Enden der Taschen an den Seitenringen des Wälzlagerkäfigs angeordnet sein, deren radiale Oberflächen in Umfangsrichtung abgerundet sein können.
- Zur kraftschlüssigen Sicherung der Verbindung zwischen den beiden Käfigenden ist bevorzugt vorgesehen, dass das schwalbenschwanzförmige Verbindungselement in die geometrisch dazu komplementäre Ausnehmung mit Presssitz einfügbar ist.
- Zusätzlich oder an Stelle der Presssitzverbindung kann die formschlüssige Verbindung des ersten Endes der beiden Käfigenden mit dem zweiten Ende des gegenüberliegenden Käfigendes durch Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Verkleben, thermisches Schmelzen oder dergleichen stoffschlüssig gesichert sein. Eine formschlüssige Sicherung der Verbindung des ersten Endes mit dem zweiten Ende der gegenüberliegenden Käfigenden lässt sich durch Verschnappelemente zusätzlich oder an Stelle einer kraft- oder stoffschlüssigen Verbindung in radialer Richtung verwirklichen.
- Figurenliste
- Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerkäfigs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerkäfigs vor dem Zusammenfügen der Käfigenden, und -
2 einen mittigen Querschnitt durch den Verbindungsbereich der beiden Käfigenden des Wälzlagerkäfigs gemäß1 im zusammengefügten Zustand. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- Die
1 zeigt demnach einen Wälzlagerkäfig1 , der entlang eines axial ausgerichteten Schlitzes6 geteilt ist, um ihn beispielsweise an Lagerstellen von Ausgleichswellen, deren Lagerflächen seitliche radial vorstehende Absätze aufweisen und ein Aufschieben eines ungeteilten Wälzlagerkäfigs nicht erlauben, durch Aufspreizen montieren zu können. Der Wälzlagerkäfig1 weist einen ersten Seitenring2 und einen axial dazu beabstandeten zweiten Seitenring3 , die durch axial ausgerichtete Stege4 miteinander verbunden sind, derart, dass Taschen5 für Zylinderrollen oder Nadeln geschaffen sind, welche jeweils zwei axiale Enden5a ,5b aufweisen. - Gemäß
1 liegen ein erstes Käfigende7 und ein zweites Käfigende8 einander in Umfangsrichtung gesehen unmittelbar gegenüber. Das erste Käfigende7 weist hierbei ein schwalbenschwanzförmiges Verbindungselement9 und das zweite Käfigende8 eine dazu geometrisch komplementär ausgebildete Ausnehmung10 auf. Die Ausnehmung10 ist dabei in axialer Richtung durch zwei axial beabstandete Schenkeln10a ,10b begrenzt. Benachbart zum schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement9 sind, eine Lücke17 beiderseits des schwalbenschwanzförmigen Verbindungselements9 frei lassend, ein erster Vorsprung11 in Verlängerung des ersten Seitenrings2 und ein zweiter Vorsprung12 in Verlängerung des zweiten Seitenrings3 ausgebildet, welche sich in Umfangsrichtung erstrecken. Diese beiden Vorsprünge11 ,12 weisen radial nach außen gerichtete Abstützflächen14 ,15 auf. Die Vorsprünge11 ,12 werden radial überlappt von Abstützflächen16 ,16a an dazu geometrisch komplementär ausgebildeten Aussparungen13 ,13a in den axial beabstandeten Schenkeln10a ,10b , welche die Ausnehmung10 axial begrenzen. Ein erster Fortsatz18 am ersten Schenkel10a greift in die Lücke17 zwischen dem ersten Vorsprung11 und dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement9 ein, während ein zweiter Fortsatz18a am zweiten Schenkel10b in eine entsprechende Lücke zwischen dem zweiten Vorsprung12 und dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement9 eingreift. - Es ist ersichtlich, dass sich die beiden Käfigenden
7 ,8 auf einfache Weise formschlüssig miteinander verbinden lassen, indem das zweite Käfigende8 angehoben und die axial beabstandeten Schenkel10a ,10b über das schwalbenschwanzförmige Verbindungselement9 hinübergehoben sowie dann radial zusammengepresst werden, wodurch die in der2 schnittbildlich dargestellte Stellung erreicht wird. - Der Wälzlagerkäfig
1 aus einem elastischen Kunststoff lässt sich zur Montage, beispielsweise an einer Ausgleichswelle in einer Brennkraftmaschine, soweit aufweiten, dass er sich über die Lagerstelle hinüberführen lässt, wonach die beiden Käfigenden7 ,8 in der beschriebenen Weise formschlüssig miteinander verbunden werden. Dabei entsteht zwischen dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement9 und der dazu geometrisch komplementären Ausnehmung10 eine als Presssitz ausgebildete Verbindung, die in den meisten Anwendungsfällen ausreichend sicher ist. Sollte ein solcher Presssitz nicht möglich sein, oder besteht die Gefahr einer Lockerung durch Erwärmung im Betrieb, können im Bereich der axialen Enden5a ,5b derjenigen Taschen5 , welche unmittelbar benachbart zu den beiden Käfigenden7 ,8 ausgebildet sind, also am dortigen Abschnitt der beiden Seitenringe2 ,3 , radial nach außen ragende Vorsprünge19 ,20 ;23 ,24 ausgebildet sein. Die radialen Außenflächen dieser Vorsprünge19 ,20 ,23 ,24 sind vorzugsweise nach radial außen gewölbt ausgebildet. - Diese radial nach außen ragenden Vorsprünge
19 ,20 ,23 ,24 können an einer radial innen liegenden Lagerfläche für ein den erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfig1 aufweisendes Wälzlager geführt sein und verhindern zuverlässig ein radiales Öffnen der Verbindung zwischen dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement9 und der komplementären Ausnehmung10 . - Analog dazu können an den beiden Seitenringen
2 ,3 nahe zu den beiden Käfigenden7 ,8 radial nach innen gerichtete Vorsprünge21 ,22 ;25 ,26 ausgebildet sein, welche entsprechend an einer inneren Lagerfläche, beispielsweise einer Ausgleichswelle, geführt sein können. - Analog dazu ist es auch möglich, diese radial nach außen ragenden Vorsprünge
19 ,20 ;23 ,24 und/oder die radial nach innen ragenden Vorsprünge21 ,22 ;25 ,26 an radial vorstehenden Borden seitlich von den Lagerflächen zu führen. - Zusätzlich oder anstelle der radial nach außen ragenden Vorsprünge
19 ,20 ;23 ,24 und/oder der radial nach innen ragenden Vorsprünge21 ,22 ;25 ,26 kann eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Käfigendes7 mit dem zweiten Käfigende8 durch Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Verkleben oder thermisches Verschmelzen vorgenommen werden. Ebenso kann eine zusätzliche formschlüssige Verbindung in Form einer Schnappverbindung mittels einer Auswölbung27 am ersten Vorsprung11 und einer Auswölbung29 am zweiten Vorsprung12 in Verbindung mit einer dazu geometrisch komplementären Vertiefung28 am ersten Fortsatz18 sowie einer entsprechenden komplementären Vertiefung30 am zweiten Fortsatz18a bewirkt werden. Die Auswölbungen27 ,29 und die Vertiefungen28 ,30 können kugelkalottenförmig oder als längliche Rippen und zugeordnete Nuten ausgebildet sein. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wälzlagerkäfig
- 2
- Erster Seitenring
- 3
- Zweiter Seitenring
- 4
- Stege
- 5
- Taschen
- 5a
- Erstes axiales Ende einer Käfigtasche
- 5b
- Zweites axiales Ende einer Käfigtasche
- 6
- Schlitz
- 7
- Erstes Käfigende
- 8
- Zweites Käfigende
- 9
- Schwalbenschwanzförmiges Verbindungselement
- 10
- Komplementäre Ausnehmung
- 10a
- Erster Schenkel
- 10b
- Zweiter Schenkel
- 11
- Erster Vorsprung
- 12
- Zweiter Vorsprung
- 13
- Aussparung an 10a
- 13a
- Aussparung an 10b
- 14
- Abstützfläche an 11
- 15
- Abstützfläche an 12
- 16
- Abstützfläche an 10a
- 16a
- Abstützfläche an 10b
- 17
- Lücken zwischen 9 und 12
- 18
- Erster Fortsatz an 10a
- 18a
- Zweiter Fortsatz an 10b
- 19
- Radial nach außen ragender Vorsprung
- 20
- Radial nach außen ragender Vorsprung
- 21
- Radial nach innen ragender Vorsprung
- 22
- Radial nach innen ragender Vorsprung
- 23
- Radial nach außen ragender Vorsprung
- 24
- Radial nach außen ragender Vorsprung
- 25
- Radial nach innen ragender Vorsprung
- 26
- Radial nach innen ragender Vorsprung
- 27
- Auswölbung an 11
- 28
- Vertiefung in 18
- 29
- Auswölbung an 12
- 30
- Vertiefung in 18a
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19856024 A1 [0002]
Claims (7)
- Wälzlagerkäfig (1) aus einem elastischen Kunststoff, insbesondere für Zylinderrollen- oder Nadellager, welcher Taschen (5) für die Zylinderrollen oder Nadeln aufweist, die durch zwei axial beabstandete Seitenringe (2, 3) und diese verbindende Stege (4) begrenzt sind, und der wenigstens an einer Stelle seines Umfangs einen axial verlaufenden Schlitz (6) aufweist, welcher durch zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Käfigenden (7, 8) gebildet ist, wobei das eine Käfigende (7) ein schwalbenschwanzförmiges und in Umfangsrichtung vorstehendes Verbindungselement (9) aufweist, wobei das andere Käfigende (8) eine dazu geometrisch komplementäre Ausnehmung (10) zur Aufnahme des schwalbenschwanzförmigen Verbindungselements (9) aufweist, und bei dem benachbart zu dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement (9) sowie zu der komplementären Ausnehmung (10) sich überlappende Vorsprünge (11, 12) und dazu geometrisch komplementäre Aussparungen (13, 13a) für eine formschlüssige Verbindung der zwei gegenüberliegenden Käfigenden (7, 8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das schwalbenschwanzförmige, in Umfangsrichtung vorstehende Verbindungselement (9) einstückig und mittig an dem einen Käfigende (7) ausgebildet ist, dass dieses Verbindungselement (9) spielfrei in die dazu komplementäre Ausnehmung (10) im gegenüberliegenden Käfigende (8) eingreift, und dass die sich überlappenden Vorsprünge (11, 12) sowie die dazu komplementären Aussparungen (13) jeweils Abstützflächen (14, 15; 16, 16a) aufweisen, welche in eine Radialrichtung weisen.
- Wälzlagerkäfig nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenringen (2, 3) des Wälzlagerkäfigs (1), benachbart zu dem schwalbenschwanzförmigen Verbindungselement (9) und/oder zu der komplementären Ausnehmung (10), radiale Vorsprünge (19, 20; 21, 22; 23, 24; 25, 26) ausgebildet sind, welche sich im eingebauten Zustand des Wälzlagerkäfigs (1) an einer radial äußeren und/oder radial inneren Lauffläche oder an Borden der Lagerringe des Zylinderrollen- oder Nadellagers abstützen. - Wälzlagerkäfig nach
Anspruch 2 , dadurch kennzeichnet, dass je zwei sich radial nach außen und/oder radial nach innen erstreckende Vorsprünge (19, 20; 21, 22; 23, 24; 25, 26) benachbart zu den axialen Enden (5a, 5b) der Taschen (5) an den Seitenringen (2, 3) des Wälzlagerkäfigs (1) ausgebildet sind. - Wälzlagerkäfig nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Vorsprünge (19, 20; 23, 24) nach radial außen gewölbt sind. - Wälzlagerkäfig nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass das schwalbenschwanzförmige Verbindungselement (9) in die geometrisch dazu komplementäre Ausnehmung (10) mit Presssitz einfügbar ist. - Wälzlagerkäfig nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung des ersten Käfigendes (7) mit dem zweiten Käfigende (8) durch Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Verkleben, thermisches Schmelzen oder dergleichen stoffschlüssig gesichert ist. - Wälzlagerkäfig nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung des ersten Käfigendes (7) mit dem zweiten Käfigendes (8) durch Verschnappelemente (27, 28; 29, 30) in Radialrichtung formschlüssig gesichert ist.
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Publications (1)
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