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Die Erfindung betrifft einen Blechkäfig für ein Kugellager, der zwei kreisförmige Käfigteile aufweist, welche mittels Verbindungsmittel fest miteinander verbunden sind, wobei jeder dieser Käfigteile eine Mehrzahl von halbkugelförmigen Taschenhälften und diese Taschenhälften in Umfangsrichtung des Blechkäfigs miteinander verbindende plane Verbindungsabschnitte aufweist, wobei in den Verbindungsabschnitten eines jeden Käfigteils wenigstens eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Verbindungsmittels ausgebildet ist, und wobei die beiden Käfigteile im Bereich deren Verbindungsabschnitte derartig plan aneinander liegend ausgerichtet sind, dass die Durchgangsöffnungen der Verbindungsabschnitte miteinander fluchten und die gegenüber angeordneten Taschenhälften jeweils eine vollständige Tasche zur Aufnahme jeweils eines kugelförmigen Wälzkörpers bilden.
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Derartige Blechkäfige lassen sich kostengünstig durch Ausstanzen aus Blechplatinen und Umformen von so gewonnenen Rohlingen herstellen. Auch deren Zusammenbau ist denkbar einfach, da hierfür lediglich die beiden Käfigteile nach dem Einsetzen der kugelförmigen Wälzkörper in die Taschen des Blechkäfigs mittels Nieten oder Schrauben verbunden werden müssen.
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Es entstand der Bedarf, das Gewicht derartiger Blechkäfige weiter zu senken und die Schmiermittelversorgung der Wälzkörper im Wälzlager weiter zu verbessern. Hieraus ergab sich die an die Erfindung gerichtete Aufgabe, einen Blechkäfig für ein Kugellager mit den oben genannten Merkmalen so auszubilden, dass dieser ein geringeres Gewicht aufweist als ein vergleichbarer konventioneller Blechkäfig mit den gleichen Abmessungen. Zudem soll mit dem neuen Blechkäfig die Schmiermittelversorgung der Wälzkörper im Wälzlager weiter verbessert werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Blechkäfig erreicht, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Blechkäfigs sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Demnach betrifft die Erfindung einen Blechkäfig für ein Kugellager, der zwei kreisförmige Käfigteile aufweist, welche mittels Verbindungsmittel fest miteinander verbunden sind, wobei jeder dieser Käfigteile eine Mehrzahl von halbkugelförmigen Taschenhälften und diese Taschenhälften in Umfangsrichtung des Blechkäfigs miteinander verbindende plane Verbindungsabschnitte aufweist, wobei in den Verbindungsabschnitten eines jeden Käfigteils wenigstens eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Verbindungsmittels ausgebildet ist, und wobei die beiden Käfigteile im Bereich deren Verbindungsabschnitte derartig plan aneinander liegend ausgerichtet sind, dass die Durchgangsöffnungen der Verbindungsabschnitte miteinander fluchten und die gegenüber angeordneten Taschenhälften jeweils eine vollständige Tasche zur Aufnahme jeweils eines kugelförmigen Wälzkörpers bilden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Blechkäfig zusätzlich vorgesehen, dass in der Wandung der jeweiligen Taschenhälften wenigstens eine Materialaussparung ausgebildet ist, durch welche die Taschenhälften jeweils zumindest zwei in Umfangsrichtung der Käfigteile gerichtete Stege aufweisen.
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Wie Untersuchungen zeigten, lässt sich durch diese Materialaussparungen in den Wandungen der jeweiligen Taschenhälften eine Gewichtsreduzierung von über 40% im Vergleich zu Blechkäfigen mit konventionellem Aufbau erreichen, ohne dass die betriebssichere Halterung der Wälzkörper in den jeweils zugeordneten Taschen des Käfigs beeinträchtigt ist. Zudem ist durch die Materialaussparungen in den Wandungen der jeweiligen Taschenhälften ein zusätzlicher Lagerraum für ein im Wälzlager angeordnetes Schmiermittel geschaffen, so dass insgesamt mehr Schmiermittel als bisher in einem mit einem erfindungsgemäßen Blechkäfig ausgestatteten Wälzlager unterbringbar ist. Außerdem gelangt das Schmiermittel durch die Materialaussparungen in den Wandungen der jeweiligen Taschenhälften an zusätzliche Wälzkörperflächen, so dass die Reibung der Wälzkörper an dem Blechkäfig sowie an den Laufbahnen des Wälzlagers im Vergleich zu einem konventionellen Blechkäfig erkennbar reduziert ist. Die Materialaussparungen in den Wandungen der jeweiligen Taschenhälften können in Abhängigkeit von den zu erwarteten Lagerlasten kleiner oder größer ausgebildet sein. Auch die Geometrie der Materialaussparungen kann unter anderem in Abhängigkeit von den zu erwartenden Einsatzbedingungen von Blechkäfig zu Blechkäfig unterschiedlich sein.
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Die Verbindungsmittel, mittels denen die beiden Käfigteile verbunden sind, können als Schrauben oder Nieten ausgebildet sein. Wegen der schnelleren und einfacheren Montage werden jedoch Nietverbindungen bevorzugt.
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Gemäß einer Weiterbildung eines die Merkmale der Erfindung aufweisenden Blechkäfigs kann vorgesehen sein, dass die Materialaussparung nur in der Wandung der jeweiligen Taschenhälfte ausgebildet ist. Demnach weisen die erwähnten Verbindungsabschnitte keine solchen Materialaussparungen auf, so dass diese vergleichsweise stabil ausgebildet sind und der Blechkäfig dadurch größere Lasten aufnehmen kann.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Materialaussparungen in den Wandungen der jeweiligen Taschenhälften sowie von dort aus fortgesetzt in Richtung zu der jeweiligen Durchgangsöffnung in dem unmittelbar benachbarten Verbindungsabschnitt ausgebildet sind. Hierdurch werden die Verbindungsabschnitte zwar mehr oder weniger stark geschwächt, dafür ist im Bereich der verbindungsabschnittseitigen Materialaussparungen weiterer Lagerraum für das Schmiermittel des Wälzlagers geschaffen. In der Praxis wird der beste Kompromiss zwischen einem zusätzlichen Gewinn an Lagerraum für das Schmiermittel, an Gewichtsersparnis sowie an Bauteilschwächung gefunden werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht eines weitgehend kreisförmigen Käfigteils eines die Merkmale der Erfindung aufweisenden Blechkäfigs für ein Kugellager gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine perspektivische Ansicht eines aus zwei weitgehend baugleichen Käfigteilen gemäß 1 zusammengesetzten Blechkäfigs,
- 3 den Blechkäfig gemäß 2 bestückt mit kugelförmigen Wälzkörpern,
- 4 eine axiale Draufsicht auf das erste Käfigteil gemäß 1, und
- 5 eine axiale Draufsicht auf ein Käfigteil gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Wie die 1 bis 4 verdeutlichen, werden zur Herstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Blechkäfigs 1 zwei im Wesentlichen baugleiche, kreisförmige Käfigteile 2a, 2b axial aneinander gesetzt und mittels Verbindungsmittel 14 fest miteinander verbunden. Der Blechkäfig 1 ist erkennbar für den Einsatz in einem Kugellager vorgesehen. Die beiden Käfigteile 2a, 2b weisen daher eine Mehrzahl von halbkugelförmigen Taschenhälften 20, 21 und diese Taschenhälften 20, 21 in Umfangsrichtung des Blechkäfigs 1 miteinander verbindende plane Verbindungsabschnitte 4, 5 auf. In den Verbindungsabschnitten 4, 5 eines jeden Käfigteils 2a, 2b ist eine Durchgangsöffnung 13 zur Aufnahme jeweils eines Verbindungsmittels 14 ausgebildet, welches als Schraube oder vorzugsweise als Niet ausgebildet ist. Die beiden Käfigteile 2a, 2b liegen im Bereich derer Verbindungsabschnitte 4, 5 derartig ausgerichtet plan aneinander, dass die Durchgangsöffnungen 13 in den Verbindungsabschnitten 4, 5 miteinander fluchten und die axial gegenüber angeordneten Taschenhälften 20, 21 jeweils eine vollständige Tasche 10 zur Aufnahme jeweils eines kugelförmigen Wälzkörpers 17 bilden.
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Gemäß der Erfindung ist bei diesem Blechkäfig 1 vorgesehen, dass in der Wandung der jeweiligen Taschenhälften 20, 21 wenigstens eine Materialaussparung 11, 12 ausgebildet ist, durch welche die Taschenhälften 20, 21 jeweils zumindest zwei in Umfangsrichtung der Käfigteile 2a, 2b gerichtete Stege 6, 7; 8, 9 aufweisen. Hierdurch ist das Gewicht des Blechkäfigs 1 im Vergleich zu einem konventionellen, gattungsgleich aufgebauten Blechkäfig erheblich reduziert, und zugleich sind durch die Materialaussparungen 11, 12 zusätzliche Lagerräume für ein Schmiermittel im Wälzlager geschaffen.
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Die Geometrie der Materialaussparungen 11, 12 ist weitgehend beliebig an die Erfordernisse des Wälzlagers und dessen Einsatzzweck angepasst gestaltbar. Wie die 1 bis 4 der ersten Ausführungsform des die Merkmale der Erfindung aufweisenden Blechkäfigs 1 zeigen, sind bei diesem beziehungsweise bei dessen beiden Käfigteilen 2a, 2b die Materialaussparungen 11, 12 nicht nur im Bereich der Taschenhälften 20, 21 ausgebildet, sondern davon ausgehend sind auch Materialaussparungen 15, 16 im Bereich der Verbindungsabschnitte 4, 5 ausgebildet. Erkennbar ragen diese Materialaussparungen 15, 16 in den Verbindungsabschnitten 4, 5 nicht sehr weit in Richtung zu den jeweiligen Durchgangsöffnungen 13 in den Verbindungsabschnitten 4, 5, so dass zwar einerseits weiterer Lagerraum für Schmiermittel am Blechkäfig 1 geschaffen ist, jedoch die Festigkeit der Verbindungsabschnitte 4, 5 nicht unnötig beeinträchtigt ist. Wie 4 in einer axialen Draufsicht auf das eine Käfigteil 2a erkennen lässt, überragen die Materialaussparungen 15, 16 in den Verbindungsabschnitten 4, 5 den Durchmesser eines in einer Taschenhälfte 20 angeordneten kugelförmigen Wälzkörpers 17 in Umfangsrichtung dieses Käfigteils 2a vorteilhaft.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Käfigteils 2a* in einer axialen Draufsicht, welches ebenfalls eine im Wesentlichen kreisförmige Geometrie aufweist, wobei mehrere Taschenhälften 20* und mehrere Verbindungsabschnitte 4* in Umfangsrichtung wechselweise hintereinander angeordnet und einstückig miteinander verbunden sind. Die Taschenhälften 20* weisen ebenfalls jeweils eine Materialaussparung 11* auf, wodurch diese Taschenhälften 20* durch jeweils zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Stege 6*, 7* gebildet sind. Die Materialaussparungen 11* sind im Vergleich zu der ersten Ausführungsform (4) in Umfangsrichtung des Käfigteils 2a* jedoch so kurz, dass sie sich nicht über den Durchmesser eines kugelförmigen Wälzkörpers 17 hinaus in den Bereich der Verbindungsabschnitte 4* erstrecken. Hierdurch weisen letztere eine maximale Festigkeit auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blechkäfig
- 2a
- Erstes Käfigteil
- 2b
- Zweites Käfigteil
- 2a*
- Erstes Käfigteil (zweite Ausführungsform)
- 4
- Verbindungsabschnitt des ersten Käfigteils
- 4*
- Verbindungsabschnitt des Käfigteils 2a*
- 5
- Verbindungsabschnitt des zweiten Käfigteils
- 6
- Erster Steg im Taschenabschnitt des ersten Käfigteils 2a
- 6*
- Erster Steg im Taschenabschnitt des Käfigteils 2a*
- 7
- Zweiter Steg im Taschenabschnitt des ersten Käfigteils 2a
- 7*
- Zweiter Steg im Taschenabschnitt des Käfigteils 2a*
- 8
- Erster Steg im Taschenabschnitt des zweiten Käfigteils 2b
- 9
- Zweiter Steg im Taschenabschnitt des zweiten Käfigteils 2b
- 10
- Vollständige Tasche des Blechkäfigs
- 11
- Materialaussparung im Bereich ersten Käfigteil 2a
- 11*
- Materialaussparung im Käfigteil 2a*
- 12
- Materialaussparung im zweiten Käfigteil 2b
- 13
- Durchgangsöffnung im Verbindungsabschnitt
- 14
- Verbindungsmittel, Niet, Schraube
- 15
- Materialaussparung im Bereich eines Verbindungsabschnitts
- 16
- Materialaussparung im benachbarten Verbindungsabschnitt
- 17
- Kugelförmiger Wälzkörper
- 20
- Taschenhälfte im zweiten Käfigteil 2b
- 20*
- Taschenhälfte im Käfigteil 2a*
- 21
- Taschenhälfte im ersten Käfigteil 2a
