DE102017110095A1

DE102017110095A1 - Käfig für ein zweireihiges Rollenlager

Info

Publication number: DE102017110095A1
Application number: DE102017110095.4A
Authority: DE
Inventors: Dieter Jauernig; Martin Herse; Robert Dreßel; Mario Bruckmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (1) für ein zweireihiges Rollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere für ein zweireihiges Nadellager zur Losradlagerung in Kraftfahrzeuggetrieben, der aus zwei koaxial und spiegelbildlich gegenüberliegend angeordneten, baugleichen Kammkäfigen (2, 3) besteht, welche jeweils axial ausgerichtete Taschen (6) zur Aufnahme der Wälzkörper aufweisen, wobei die Taschen (6) axial außen jeweils durch einen Basisring (4) sowie in Umfangsrichtung des Käfigs (1) durch Stege (5) begrenzt sind, welche einstückig mit dem zugeordneten Basisring (4) verbundenen sind.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für ein zweireihiges Rollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern für hohe Drehzahlen, insbesondere für ein zweireihiges Nadellager zur Losradlagerung in Kraftfahrzeugschaltgetrieben vorzuschlagen, das ein einfaches Einfügen der Wälzkörper in die dafür vorgesehenen Taschen des Käfigs und insbesondere deren Sicherung gegen radiales Herausfallen aus den Taschen des Käfigs ermöglicht.Gelöst wird dieses Aufgabe dadurch, dass die freien Enden (5a, 5b) der Stege (5) der beiden gegenüberliegend angeordneten Kammkäfige (2, 3) mit nur einem einzigen, axial dazwischen angeordneten gemeinsamen Deckelring (7) form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein zweireihiges Rollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere für ein zweireihiges Nadellager zur Losradlagerung in Kraftfahrzeuggetrieben, der aus zwei koaxial und spiegelbildlich gegenüberliegend angeordneten, baugleichen Kammkäfigen besteht, welche jeweils axial ausgerichtete Taschen zur Aufnahme der Wälzkörper aufweisen, wobei die Taschen axial außen jeweils durch einen Basisring sowie in Umfangsrichtung des Käfigs durch Stege begrenzt sind, welche einstückig mit dem zugeordneten Basisring verbundenen sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Käfig für ein zweireihiges Rollenlager ist in der DE 29 22 361 A1 offenbart. Es ist ein zweireihiges Zylinderrollenlager mit einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen zwei Fensterkäfige, je ein Käfig für eine Lagerreihe, angeordnet sind. Die beiden Käfige bestehen jeweils aus einem axial äußeren Kammteil mit Stegen und einem axial inneren Deckelteil mit Zentriernasen. Bei der Montage werden zunächst die beiden Deckelteile auf einem doppelseitigen Innenbord des mit allseitigen Borden zur Führung und Halterung der Wälzkörper versehenen Innenrings aufgebracht. Anschließend werden die Rollen beider Lagerreihen eingefüllt sowie mit Hilfe der Zentriernasen in einem erforderlichen Abstand angeordnet. Anschließend werden die Kammteile von axial außen zwischen die Rollen eingeschoben. Die beiden Fensterkäfige bilden im montierten Zustand einen zweiteiligen, symmetrischen Doppelkammkäfig.
Die Montage dieses zweireihigen Zylinderrollenlagers ist kompliziert und nur für doppelreihige Zylinderrollenlager mit zwei Außenborden und gegebenenfalls einem Mittelbord am Innen- oder Außenring erforderlich. Da die Kammteile erst nach dem Einbringen der Rollen von axial außen zwischen die Rollen eingeschoben werden, ist an den Kammkäfigen keine Vorsichtsmaßnahme gegen radiales Herausfallen der Rollen aus den Taschen der Kammkäfige erforderlich.
Ein einstückiger Wälzlagerkäfig für ein zweireihiges Nadellager, dass als Losradlager in Kraftfahrzeugschaltgetrieben vorgesehen ist, ist aus der DE 10 2005 027 186 A1 bekannt. Dieser Nadellagerkäfig besteht aus einem zylinderringförmigen Grundkörper, an dem zwei Reihen von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Wälzkörpertaschen zur Aufnahme von Nadeln ausgebildet sind, und an dem eine axial dazwischen angeordnete Reihe von Leertaschen zur Aufnahme von Schmierstoff ausgebildet ist. Derartige Wälzlagerkäfige werden vor der Montage an einem Losrad mit Nadeln bestückt, indem diese in die Wälzkörpertaschen eingeklipst werden. Um dies mit geringem Kraftaufwand zu erreichen, müssen die Taschen möglichst weit ausgebildet sein, um beim Einklipsen der Nadeln keine übermäßigen Verformungen der Stege zwischen den Taschen hervorzurufen. Hierdurch sind die radialen Haltekräfte für die Nadeln in den Taschen aber so gering, dass die Nadeln beim Transport und der Handhabung zur Montage aus den Taschen herausfallen und unbemerkt verloren gehen können.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für ein zweireihiges Rollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern für hohe Drehzahlen, insbesondere für ein zweireihiges Nadellager zur Losradlagerung in Kraftfahrzeugschaltgetrieben, zu konzipieren, das ein einfaches Einfügen der Wälzkörper in die dafür vorgesehenen Taschen des Käfigs und eine Sicherung gegen radiales Herausfallen aus den Taschen des Käfigs gewährleistet.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Käfig für ein zweireihiges Rollenlager gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Käfigs sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Demnach betrifft die Erfindung einen Käfig für ein zweireihiges Rollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere für ein zweireihiges Nadellager zur Losradlagerung in Kraftfahrzeuggetrieben, der aus zwei koaxial und spiegelbildlich gegenüberliegend angeordneten, baugleichen Kammkäfigen besteht, welche jeweils axial ausgerichtete Taschen zur Aufnahme der Wälzkörper aufweisen, wobei die Taschen axial außen jeweils durch einen Basisring sowie in Umfangsrichtung des Käfigs durch Stege begrenzt sind, welche einstückig mit dem zugeordneten Basisring verbunden sind, wobei die freien Enden der Stege der beiden Kammkäfige in einem axial mittleren Bereich des Käfigs mit einem die Taschen schließenden Deckelring verbunden sind.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Käfig vorgesehen, dass die freien Enden der Stege der beiden gegenüberliegend angeordneten Kammkäfige mit nur einem einzigen, axial dazwischen angeordneten gemeinsamen Deckelring form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind.
Der Käfig besteht somit aus zwei identischen, spiegelbildlich anzuordnenden Kammkäfigen und nur einem dazwischen angeordneten Deckelring, mit dem die Kammkäfige nach dem Einführen der zylindrischen Wälzkörper in die Taschen der Kammkäfige form- und/oder stoffschlüssig verbunden werden.
Gemäß einer Weiterbildung dieses Käfigs ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Umschlingungswinkel α der durch benachbarte Stege begrenzten Taschen um die zylindrischen Wälzkörper so bemessen ist, dass ein radiales Herausfallen der zylindrischen Wälzkörper aus den Taschen in jeder Situation ausgeschlossen ist, und dass sich die zylindrischen Wälzkörper aber dennoch vor dem Verbinden der beiden Kammkäfige mit dem einzigen Deckelring axial in die zugeordneten Taschen mit Spiel einschieben lassen.
Zur Gewichtsersparnis und zur Aufnahme von Schmiermittel kann der Deckelring als Leerkäfig mit Leertaschen ausgebildet sein, der dementsprechend aus parallelen Seitenringen und diese verbindenden Stegen sowie den dazwischen gebildeten Leertaschen besteht.
Die freien Enden der Stege der Kammkäfige können mit dem Deckelring durch Kleben oder Schweißen stoffschlüssig verbunden sein, wobei vorzugsweise die freien Enden der Stege an den Kammkäfigen als querschnittsverminderte Fortsätze ausgebildet sind, die sich in geometrisch komplementäre Öffnungen in den Seitenringen des als Leerkäfig ausgebildeten Deckelrings einführen und damit verschweißen oder verkleben lassen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform können die freien Enden der Stege der Kammkäfige mit dem Deckelring mittels einer Klipsverbindung formschlüssig verklipst sein, wofür die freien Enden der Stege an den Kammkäfigen als Klipshaken ausgebildet sind und die Seitenringe des als Leerkäfig ausgebildeten Deckelrings entsprechende, geometrisch komplementäre Klipsöffnungen aufweisen, in die sich die als Klipshaken ausgebildeten freien Enden der Stege einklipsen lassen.
Zusätzlich kann als Sicherung für ein Öffnen der Klipsverbindung bei hohen Drehzahlen eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung der Klipsverbindung vorgesehen sein, die durch Kleben oder Schweißen herbeigeführt werden kann.
Figurenliste
Der erfindungsgemäß ausgebildete Käfig wird nachfolgend in zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Käfigs, bestehend aus zwei gleichen, spiegelbildlich angeordneten Kammkäfigen und einem dazwischen angeordneten Deckelring ohne eingefügte zylindrische Wälzkörper,
2 eine ausschnittsweise axiale Draufsicht auf einen Kammkäfig zur Verdeutlichung eines Umschlingungswinkels,
3 eine isometrische, auseinander gezogene Teilansicht des dreiteiligen, erfindungsgemäßen Käfigs gemäß einer ersten Ausführungsform für eine stoffschlüssige Verbindung der Kammkäfige mit dem Deckelring,
4 eine teilweise Axialschnittdarstellung des Käfigs gemäß 3 in einer zusammengefügten Stellung,
5 eine isometrische, auseinander gezogene Teilansicht des dreiteiligen, erfindungsgemäßen Käfigs gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer Klipsverbindung zwischen den Kammkäfigen sowie dem Deckelring, und
6 eine axiale Teilschnittdarstellung des zusammengefügten Käfigs gemäß der 5.

Ausführliche Beschreibung der zeichnungen
In der nachstehenden Beschreibung der beiden Ausführungsbeispiele werden für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet.
In 1 ist ein die Merkmale der Erfindung aufweisender Käfig 1,1* perspektivisch und im zusammengebauten Zustand dargestellt. Der Käfig 1,1* besteht aus zwei identischen Kammkäfigen 2a, 3a; 2b, 3b, die spiegelbildlich an einem als Leerkäfig ausgebildeten Deckelring 7 stoffschlüssig oder formschlüssig befestigt sind. Die Kammkäfige 2a, 3a; 2b, 3b bestehen jeweils aus einem Basisring 4, von dem Stege 5 nach axial innen abstehen und zwischen denen Taschen 6 zur Aufnahme von zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere Nadeln, gebildet sind. Der als Leerkäfig ausgebildete Deckelring 7 weist Leertaschen 8 auf, die zwischen einem ersten Seitenring 9 und einem zweiten, dazu axial beabstandeten Seitenring 10 sowie axial verlaufenden, die beiden Seitenringe 9, 10 verbindenden Stege 11 gebildet sind.
Aus 2 ergibt sich, dass der Umschlingungswinkel α der Taschen 6 zwischen benachbarten Stegen 5 um die zylindrischen Wälzkörper so bemessen ist, dass ein radiales Herausfallen der zylindrischen Wälzkörper aus den Taschen in jeder Situation ausgeschlossen ist, sich die zylindrischen Wälzkörper aber vor dem Verbinden der Kammkäfige 2a, 3a; 2b, 3b mit dem Deckelring 7 in die Taschen 6 axial mit Spiel einschieben lassen.
Bei dem in 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich möglicher Verbindungstechniken zum Zusammenbau des Käfigs 1 ist ersichtlich, dass die Stege 5 an ihren freien Enden 5a als querschnittsverminderte Fortsätze ausgebildet sind, die sich in geometrisch komplementäre Öffnungen 12 in den beiden Seitenringen 9, 10 des Deckelrings 7, wie in 4 dargestellt, einfügen lassen, um sie dann mit dem Deckelring 7 durch Schweißen oder Kleben stoffschlüssig zu verbinden.
Die freien Enden 5a der Stege 5 und die dazu geometrisch komplementären Öffnungen 12 können im Querschnitt rechteckig, V-förmig, U-förmig, W-förmig oder anders geeignet ausgebildet sein. Zudem können die Öffnungen 12 beispielsweise tunnelförmig, also an beiden axialen Enden offen, oder als axial einseitig geschlossene Taschen ausgebildet sein.
Die in den 5 und 6 dargestellte zweite Ausführungsform hinsichtlich möglicher Verbindungstechniken zum Zusammenbau des Käfigs 1* weist an den Stegen 5 der Kammkäfige 3a, 3b freie Enden 5b in Form von Klipshaken auf, die sich in komplementäre Klipsöffnungen 12a in den Seitenringen 9a, 10a des als Leerkäfig ausgebildeten Deckelrings 7a einklipsen lassen, wie insbesondere in 6 ersichtlich ist.
Da bei den in Kraftfahrzeugschaltgetrieben auftretenden hohen Drehzahlen der Losräder hohe Fliehkräfte auf die Klipshaken 5b einwirken können, welche zu einer radialen Aufweitung und Aufbiegung der Klipshaken 5b sowie der Stege 5 führen können, kann es vorteilhaft sein, die Klipsverbindung aus den Klipshaken 5b und den komplementären Klipsöffnungen 12a zusätzlich stoffschlüssig durch Kleben oder Schweißen zu sichern.
Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
Bezugszeichenliste

1: Käfig
2a, 2b: Kammkäfige für stoffschlüssige Verbindungen
3a, 3b: Kammkäfige für formschlüssige Verbindungen
4: Basisring
5: Stege
5a: Freie Enden querschnittsverminderter Fortsätze
5b: Freie Enden als Klipshaken ausgebildet
6: Taschen
7: Deckelring für eine stoffschlüssige Verbindung
7a: Deckelring für eine formschlüssige Verbindung
8: Leertaschen
9: Erster Seitenring des Deckelrings 7
9a: Erster Seitenring des Deckelrings 7a
10: Zweiter beabstandeter Seitenring des Deckelrings 7
10a: Zweiter beabstandeter Seitenring des Deckelrings 7a
11: Stege der Deckelringe 7, 7a
12: Komplementäre Öffnungen für querschnittsverminderte Fortsätze
12a: Komplementäre Öffnungen als Klipsöffnung
α: Umschlingungswinkel

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 2922361 A1 [0002]
DE 102005027186 A1 [0004]

Claims

Käfig (1, 1*) für ein zweireihiges Rollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere für ein zweireihiges Nadellager zur Losradlagerung in Kraftfahrzeuggetrieben, der aus zwei koaxial und spiegelbildlich gegenüberliegend angeordneten, baugleichen Kammkäfigen (2, 3) besteht, welche jeweils axial ausgerichtete Taschen (6) zur Aufnahme der Wälzkörper aufweisen, wobei die Taschen (6) axial außen jeweils durch einen Basisring (4) sowie in Umfangsrichtung des Käfigs (1, 1*) durch Stege (5) begrenzt sind, welche einstückig mit dem zugeordneten Basisring (4) verbundenen sind, wobei die freien Enden (5a, 5b) der Stege (5) der beiden Kammkäfige (2, 3) in einem axial mittleren Bereich des Käfigs (1, 1*) mit einem die Taschen (6) schließenden Deckelring (7) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (5a, 5b) der Stege (5) der beiden gegenüberliegend angeordneten Kammkäfige (2, 3) mit nur einem einzigen, axial dazwischen angeordneten gemeinsamen Deckelring (7) form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind.
Käfig (1, 1*) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschlingungswinkel (a) der durch benachbarte Stege (5) begrenzten Taschen (6) um die zylindrischen Wälzkörper so bemessen ist, dass ein radiales Herausfallen der zylindrischen Wälzkörper aus den Taschen (6) in jeder Situation ausgeschlossen ist, und dass sich die zylindrischen Wälzkörper aber dennoch vor dem Verbinden der beiden Kammkäfige (2, 3) mit dem Deckelring (7) axial in die zugeordneten Taschen (6) mit Spiel einschieben lassen.
Käfig (1, 1*) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelring (7) als Leerkäfig mit Leertaschen (8) ausgebildet ist.
Käfig (1, 1*) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der als Leerkäfig ausgebildete Deckelring (7) zwei zueinander parallele Seitenringe (9, 10) sowie diese verbindende, axial ausgerichtete Stege (11) aufweist, welche dazwischen gebildete Leertaschen (8) begrenzen.
Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (5a) der Stege (5) der Kammkäfige (2) mit dem Deckelring (7) durch Kleben oder Schweißen stoffschlüssig verbunden sind.
Käfig (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (5a) der Stege (5) an den Kammkäfigen (2) als querschnittsverminderte Fortsätze ausgebildet sind, die sich in geometrisch komplementäre Öffnungen (12) in den zugeordneten Seitenringen (9, 10) des als Leerkäfig ausgebildeten Deckelrings (7) einführen und damit verschweißen oder verkleben lassen.
Käfig (1*) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (5b) der Stege (5) der Kammkäfige (3) mit dem Deckelring (7) mittels einer Klipsverbindung (5b, 12a) formschlüssig verklipst sind.
Käfig (1*) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (5b) der Stege (5) an den Kammkäfigen (3) als Klipshaken ausgebildet sind und die Seitenringe (9a, 10a) des als Leerkäfig ausgebildeten Deckelrings (7a) dem entsprechende, geometrisch komplementäre Klipsöffnungen (12a) aufweisen, in die sich die als Klipshaken ausgebildeten freien Enden (5b) der Stege (5) einklipsen lassen.
Käfig (1*) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung bei der Klipsverbindung (5b, 12a) vorgesehen ist.