DE102017112476A1

DE102017112476A1 - Kammkäfig für ein Wälzlager

Info

Publication number: DE102017112476A1
Application number: DE102017112476.4A
Authority: DE
Inventors: Lucian Beck; Martin Grehn; Gerhard Schneider
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-12-13

Abstract

Ein Kammkäfig für ein Wälzlager, insbesondere Axialpendelrollenlager, umfasst einen Ringkörper (2) und eine Vielzahl von diesem abstehender Stege (3), durch welche Wälzkörpertaschen (5) gebildet sind, die zur Führung von rollenförmigen Wälzkörpern (4) ausgebildet sind. Die Mittelachsen (M) sämtlicher Wälzkörpertaschen (5) schneiden die Symmetrieachse des Ringkörpers (2), wobei sie mit dem Ringkörper (2) in ein und derselben Ebene liegen, und die Länge (LS) eines jeden Steges (3) mehr als 20% und weniger als 50% der Wälzkörperlänge (LW) beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen für die Verwendung in einem Wälzlager, nämlich Rollenlager, vorgesehenen Kammkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Wälzlager mit einem solchen Kammkäfig.
Ein gattungsgemäßer Rollenlager-Kammkäfig ist beispielsweise aus der DE 2 105 242 B bekannt. Dieser Kammkäfig ist zur Verwendung in einem zweireihigen Pendelrollenlager geeignet. Hierbei sind auf einem Mittelbord eines Innenlaufrings des Pendelrollenlagers zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Kammkäfige geführt. Die Kammkäfige weisen stummelartig ausgebildete Stege auf, welche wesentlich kürzer als die halbe Rollenlänge der Wälzkörper des Pendelrollenlagers sind. Jeder Steg steht derart vom insgesamt ringförmigen Kammkäfig ab, dass er parallel zur Mittelachse des Kammkäfigs ausgerichtet ist.
Ein weiterer Kammkäfig für ein Pendelrollenlager ist in der DE 200 20 397 U1 offenbart. Auch dieser Kammkäfig weist Stege auf, welche Wälzkörper, nämlich tonnenförmige Rollen, führen und orthogonal von einem geschlossenen Ring, das heißt Seitenring, des Kammkäfigs abstehen. Im Fall der DE 200 20 397 U1 beträgt die Länge der Stege mehr als die Hälfte der Länge der Wälzkörper. Insbesondere können die Stege über die Wälzkörper hinausragen.
Verschiedene Bauformen von Axialpendellagern sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 000 R 0013904 MAZ und DE 10 2006 018 264 B4 offenbart. Details zur Gestaltung von Käfigen sind diesen Dokumenten nicht entnehmbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte Möglichkeit der Führung von Wälzkörpern durch einen Kammkäfig, insbesondere in einem Axialpendelrollenlager, anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kammkäfig mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Wälzlager mit einem solchen Kammkäfig gemäß Anspruch 9.
Der Kammkäfig weist in an sich bekannter Grundkonzeption einen Ringkörper auf, von welchem Stege abstehen, durch die Wälzkörpertaschen gebildet sind. Jede Wälzkörpertasche dient der Führung eines rollenförmigen, insbesondere tonnenförmigen, Wälzkörpers. Erfindungsgemäß schneiden die Mittelachsen sämtlicher Wälzkörpertaschen, welche mit den Rotationsachsen der einzelnen Wälzkörper zusammenfallen, die Symmetrieachse des Ringkörpers, wobei sie mit dem Ringkörper in ein und derselben Ebene liegen und die Länge der einzelnen Stege, durch welche die Wälzkörpertaschen gebildet sind, mehr als 20% und weniger als 50% der in Richtung der Mittelachse der Wälzkörpertasche gemessenen Wälzkörperlänge beträgt.
Es hat sich gezeigt, dass mit dieser Gestaltung der Materialeinsatz minimierbar ist, was auch im Sinne eines geringen Trägheitsmomentes des Kammkäfigs von Vorteil ist. Zugleich ist die volle Funktionsfähigkeit des Kammkäfigs und des gesamten Wälzlagers, insbesondere Axialpendelrollenlagers, gegeben. In besonders bevorzugter Ausgestaltung beträgt die Steglänge mindestens 30% der Länge des Wälzkörpers.
Der Kammkäfig ist aus verschiedenen Werkstoffen und mit unterschiedlichen Fertigungstechnologien herstellbar. Im Fall der Herstellung des Kammkäfigs aus metallischen Werkstoffen kann es sich beispielsweise um einen Buntmetall-Massivkäfig, beispielsweise Messing- oder Bronzekäfig, um einen Stahlkäfig oder um einen Gusskäfig handeln. Im letztgenannten Fall ist der Käfig vorzugsweise aus Sphäroguss, das heißt Gusseisen mit Kugelgraphit, gefertigt. Auf dem Markt wird Sphäroguss als „GJS“ (früher: „GGG“) angeboten. Nähere Informationen sind in der Norm DIN EN 1563 zu finden.
Statt aus metallischen Werkstoffen ist der Kammkäfig auch aus Kunststoff herstellbar, insbesondere im Spritzgussverfahren. Gemäß einer möglichen Weiterbildung ist der Kunststoffkäfig mit einer metallischen Beschichtung überzogen. Eine solche Metallbeschichtung eines Kunststoffkäfigs hat Vorteile hinsichtlich der mechanischen Stabilität sowie hinsichtlich der tribologischen Eigenschaften. Darüber hinaus kann durch eine metallische Beschichtung eine Quellung des Kunststoffkörpers des Käfigs unterdrückt werden.
Die vom Ringkörper in Radialrichtung des Kammkäfigs abstehenden, im Vergleich zu den rollenförmigen Wälzkörpern kurzen Stege haben unabhängig von der Fertigungstechnologie des Kammkäfigs den Vorteil, dass innerhalb des Wälzlagers ein großzügig dimensionierter Raum für die Aufnahme und Verteilung von Schmiermittel verbleibt.
Im Fall der Fertigung des Kammkäfigs durch Spritzen oder Gießen wird vorzugsweise zunächst ein endkonturnaher Rohling produziert, so dass lediglich ein geringes Zerspanungsvolumen verbleibt. Durch den Herstellungsprozess werden höchstens geringe Eigenspannungen erzeugt, wobei Spannungsspitzen im Material durch das Fehlen einer vorgegebenen Textur praktisch vollständig vermieden werden.
Ein weiterer Vorteil des Kammkäfigs liegt darin, dass dieser besonders dicht mit Wälzkörpern bestückt werden kann, wobei die Wälzkörper in jedem Betriebszustand des Wälzlagers auf Abstand voneinander gehalten werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:

1 ausschnittsweise einen Kammkäfig mit in diesem geführten Wälzkörpern.

Der in der Figur skizzierte, insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Kammkäfig ist zur Verwendung in einem nicht weiter dargestellten Axialpendelrollenlager vorgesehen. Bei dem Kammkäfig 1 handelt es sich um einen aus Sphäroguss gefertigten Massivkäfig.
Der Kammkäfig 1 weist einen Ringkörper 2 auf, welcher in einer zur Rotationsachse des Wälzlagers normalen Ebene liegt. Die Rotationsachse ist orthogonal zur in 1 dargestellten Zeichenebene ausgerichtet.
Vom Ringkörper 2 gehen Stege 3 aus, welche sich in Radialrichtung nach innen erstrecken, das heißt auf die Rotationsachse des Wälzlagers zu gerichtet sind. Jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Stege 3 begrenzen eine Wälzkörpertasche 5, in welcher ein als Tonnenrolle ausgebildeter Wälzkörper 4 geführt ist. Die mit M bezeichnete Mittelachse jeder Wälzkörpertasche 5 fällt mit der Rotationsachse des zugehörigen Wälzkörpers 4 zusammen. Sämtliche Mittelachsen M der Wälzkörpertaschen 5 schneiden die Rotationsachse des gesamten Wälzlagers in einem gemeinsamen Punkt und liegen zusammen mit dem Ringkörper 2 in einer gemeinsamen Ebene.
Die in Radialrichtung des Kammkäfigs 1 und damit des gesamten Wälzlagers gemessene Länge eines jeden Steges 3 ist mit LS bezeichnet. Die ebenfalls in Radialrichtung des Kammkäfigs 1 gemessene Länge eines jeden Wälzkörpers 4 ist mit LW bezeichnet. Die Steglänge LS beträgt mehr als 30%, jedoch weniger als 50% der Wälzkörperlänge LW.
Dank der im Vergleich zur Wälzkörperlänge LW geringen Steglänge LS weist der Kammkäfig 1 eine kompakte, fertigungstechnisch günstige sowie stabile Form auf. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Wälzkörpern 4 ist ein Spalt 6 gebildet, welcher, wie aus 1 hervorgeht, sich sowohl radial nach außen, das heißt in Richtung zur mit 7 bezeichneten Stirnfläche des Steges 3, als auch radial nach innen aufweitet. Der Kammkäfig 1 ist damit sehr dicht mit Wälzkörpern 4 bestückt, wobei zugleich ein ausreichender Raum für die Aufnahme und Verteilung von Schmiermittel gegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Kammkäfig
2: Ringkörper
3: Steg
4: Wälzkörper
5: Wälzkörpertasche
6: Spalt
7: Stirnfläche
M: Mittelachse
LS: Länge des Steges
LW: Länge des Wälzkörpers

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 2105242 B [0002]
DE 20020397 U1 [0003]
DE 102006018264 B4 [0004]

Claims

Kammkäfig für ein Wälzlager, mit einem Ringkörper (2) und einer Vielzahl von diesem abstehender Stege (3), durch welche Wälzkörpertaschen (5) gebildet sind, die zur Führung von rollenförmigen Wälzkörpern (4) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen (M) sämtlicher Wälzkörpertaschen (5) die Symmetrieachse des Ringkörpers (2) schneiden, wobei sie mit dem Ringkörper (2) in ein und derselben Ebene liegen, und die Länge (LS) eines jeden Steges (3) mehr als 20% und weniger als 50% der Wälzkörperlänge (LW) beträgt.
Kammkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (LS) eines jeden Steges (3) mindestens 30% der Wälzkörperlänge (LW) beträgt.
Kammkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Buntmetall-Massivkäfig ausgebildet ist.
Kammkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Stahlkäfig ausgebildet ist.
Kammkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Gusskäfig ausgebildet ist.
Kammkäfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Gusseisen mit Kugelgraphit aufweist.
Kammkäfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Kunststoffkäfig ausgebildet ist.
Kammkäfig nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Metallbeschichtung aufweist.
Wälzlager, nämlich Rollenlager, mit einem Kammkäfig nach Anspruch 1 sowie einer Anzahl rollenförmiger Wälzkörper.
Wälzlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Axialpendelrollenlager ausgebildet ist.