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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, insbesondere einen Kugellagerkäfig, der aus zwei zusammenwirkenden Käfigteilen besteht, die axial zusammengesetzt sind, um eine Anzahl Aufnahmetaschen für Wälzkörper, insbesondere für Kugeln, zu bilden, wobei die beiden Käfigteile mit einer Anzahl zusammenwirkender Verbindungsmittel versehen sind, um die beiden Käfigteile miteinander zu verbinden.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Wälzlagerkäfig der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE 37 09 673 A1 bekannt. Der Kugellagerkäfig, der hier gezeigt wird, besteht aus zwei Hälften, die in axiale Richtung zusammengesetzt werden, um die Käfigstruktur zu bilden. Jede Hälfte weist dabei eine Anzahl halber Aufnahmetaschen für jeweils eine Kugel auf. Dabei sind in den beiden Hälften abwechselnd Vorsprünge und Ausnehmungen vorgesehen, die nach Art einer Steckverbindung die Verbindung der beiden Käfighälften ermöglicht. Nachteilig ist, dass die beiden Käfighälften mit den beschriebenen Verbindungsmitteln nur eine beschränkte Haltekraft haben. Wenn die beiden Käfighälften in axiale Richtung voneinander weg gezogen werden, besteht die Gefahr, dass es zu einer Trennung der beiden Hälften kommt. Ähnliche Lösungen offenbaren die
DE 10 2015 220 363 A1 und die
EP 2 743 526 B1 .
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wälzlagerkäfig, insbesondere einen Kugellagerkäfig, bereitzustellen, der leicht ist und kostengünstig hergestellt werden kann. Des weiteren soll eine einfache Montagemöglichkeit zum kompletten Lager bestehen. Der Käfig soll insbesondere für die Massenfertigung günstig einsetzbar sein. Dabei sollen die Verbindungsmittel, mit denen die beiden Käfigteile miteinander verbunden werden, besonders stabil ausgebildet sein.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel einen sich in axiale Richtung erstreckenden Verbindungszapfen aufweisen, der am einen Käfigteil angeordnet ist, wobei sich der Verbindungszapfen im montierten Zustand des Wälzlagerkäfigs in eine Ausnehmung im anderen Käfigteil erstreckt, wobei der Verbindungszapfen in seinem axialen Ende einen im Durchmesser vergrößerten Abschnitt aufweist und die Ausnehmung eine Durchmesserstufung aufweist, so dass der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt im montierten Zustand des Wälzlagerkäfigs an der Durchmesserstufung mit Hinterschnitt in axiale Richtung angeordnet ist.
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Der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt des Verbindungszapfens ist dabei bevorzugt an seinem axialen Ende mit einer Fase versehen.
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Der Verbindungszapfen kann aus mehreren Abschnitten, vorzugsweise aus vier Abschnitten, bestehen, die einzelne Sektoren bilden und die durch in axiale Richtung verlaufende Einschnitte voneinander getrennt sind. Dies erleichtert den Montagevorgang erheblich.
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Die Verbindungszapfen sind bevorzugt aus dem Material des Käfigteils einstückig mit dem Käfigteil ausbildet.
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Bevorzugt ist der Käfig aus Kunststoff hergestellt. Die Teile können dann in einfacher Weise durch Spritzgießen produziert werden.
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Der vorgeschlagene Käfig besteht demgemäß aus zwei separaten Teilen, wobei die Teile an einer Ebene getrennt sind, die senkrecht auf der Drehachse des Käfigs bzw. Lagers steht. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung können die beiden Teile einfach zusammengefügt und der Käfig so montiert werden.
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Die vorgeschlagenen Einschnitte in den Verbindungszapfen erlauben ein elastisches Auffedern (in radiale Richtung) während des Montagevorgangs, so dass der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt (an der Durchmesserstufung) in die stufenartig im Durchmesser vergrößerte Ausnehmung einschnappen kann. Der Verbindungszapfen ist hierbei bevorzugt in vier Segmenten ausgebildet, die besagtes Einschnappen erleichtern. Nach dem Einschnappen des im Durchmesser vergrößerten Abschnitts in bzw. hinter die Durchmesserstufung sind die beiden Teile des Käfigs nach Art einer Schnappverbindung miteinander verbunden und können nicht mehr ohne weiteres getrennt werden.
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Die vorgeschlagene Lösung hat zunächst den Vorteil, dass der Käfig mit geringem Gewicht hergestellt werden kann.
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Weiterhin kann er insbesondere in der Massenfertigung vorteilhaft eingesetzt werden, da die benötigten Käfigteile leicht beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt werden können.
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Ferner gestaltet sich der Montagevorgang sehr einfach, da lediglich die beiden Käfigteile in axiale Richtung aufeinander zugeschoben und miteinander verrastet werden müssen. Spezielle Maschinen sind hierfür nicht erforderlich, genauso wenig wie eine spezielle Qualifikation des Montagepersonals.
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Wenngleich eine bevorzugte Anwendung des vorgeschlagenen Käfigs in Kugellagern gegeben ist, eignet sich das beschriebene Konzept auch für andere Lagertypen, beispielsweise für Zylinderrollenlager.
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Figurenliste
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 schematisch den Radialschnitt durch ein Kugellager im fertig montierten Zustand, wobei hier der Schnitt durch eine Kugel dargestellt ist,
- 2 den Radialschnitt gemäß 1, wobei hier der Schnitt durch einen Käfigsteg dargestellt ist,
- 3 in perspektivischer Darstellung einen Teil des Innenrings des Kugellagers mit der vom Käfig gehaltenen Kugelreihe,
- 4 in perspektivischer Darstellung die Kugelreihe des Kugellagers, die vom Käfig gehalten wird,
- 5 die Seitenansicht durch einen Teil der beiden Hälften des Käfigs im noch nicht montierten Zustand,
- 6 die Seitenansicht durch einen Teil der beiden Hälften des Käfigs mit dazwischen angeordneten Kugeln in einem Zustand vor der Montage,
- 7 in der Darstellung gemäß 6 den Montagevorgang in einem späteren Verfahrensstatus,
- 8 in der Darstellung gemäß 6 den Montagevorgang in einem noch späteren Verfahrensstatus,
- 9 in der Darstellung gemäß 6 das fertig montierte Lager,
- 10 in perspektivischer Darstellung einen Teil der einen Hälfte des Käfigs mit einem Verbindungszapfen,
- 11 in perspektivischer Darstellung einen Teil der anderen Hälfte des Käfigs aus einem ersten Blickwinkel,
- 12 den Teil der anderen Hälfte des Käfigs gemäß 11 aus einem zweiten Blickwinkel und
- 13 verschiedene Ansichten des Käfigs im montierten und noch nicht montierten Zustand.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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In 1 ist ein Kugellager 12 mit einem Lageraußenring 13 und einem Lagerinnenring 14 dargestellt, wobei zwischen den Lagerringen ein Satz Kugeln 5 angeordnet ist. Die Kugeln 5 werden durch einen Kugellagerkäfig 1 in ihrer Position gehalten, wobei im Kugellagerkäfig 1 eine Anzahl Aufnahmetaschen 4 für die einzelnen Kugeln 5 ausgebildet sind. Dargestellt ist auch eine axiale Richtung a.
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In 2 ist eine andere Schnittdarstellung durch das Kugellager 12 zu sehen, wobei der Kugellagerkäfig 1 in Höhe eines Käfigstegs geschnitten dargestellt ist. Hieraus ist ersichtlich, dass der Kugellagerkäfig 1 aus zwei Käfigteilen 2 und 3 besteht. Die beiden Käfigteile 2 und 3 sind dabei an einer Trennebene getrennt bzw. liegen an einer solchen aneinander, die senkrecht auf der axialen Richtung a steht.
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In den weiteren Figuren sind Einzelheiten zum Kugellager 12 bzw. der Ausgestaltung des Kugellagerkäfigs 1 zu sehen.
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Besonders beachtlich sind die 5 bis 9, wo die spezielle Ausgestaltung des Kugellagerkäfigs 1 bzw. der beiden Käfigteile 2 und 3 zu erkennen ist, und zwar in verschiedenen Stadien der Montage.
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Wie insbesondere aus den weiteren 10 bis 13 hervorgeht, sind die beiden Käfigteile 2 und 3 mit Verbindungsmitteln 6 und 7 versehen, die es ermöglichen, dass die beiden Käfigteile 2 und 3 durch Zusammenschieben in axiale Richtung a montiert werden und dann durch die Verbindungsmittel 6, 7 mittels einer Schnapp- bzw. Rastverbindung miteinander verbunden sind.
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Hierzu ist am Käfigteil 2 eine Anzahl sich in axiale Richtung a erstreckende Verbindungszapfen 6 angeformt, deren Ausgestaltung am besten aus 10 ersichtlich ist. Die Verbindungszapfen 6 weisen an ihrem axialen Ende einen im Durchmesser vergrößerten Abschnitt 8 auf. Dieser Abschnitt 8 ist mit einer Fase 10 versehen.
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Indes ist in den Käfigteil 3 eine Anzahl an Ausnehmungen 7 eingebracht, die letztlich als Bohrungen gestaltet sind, die sich in axiale Richtung a erstrecken. Wie am besten aus 11 gesehen werden kann, haben die Ausnehmungen 7 zunächst einen konstanten Durchmesser, der sich an einer Durchmesserstufung 9 vergrößert. Insoweit besteht die Ausnehmung 7 also aus zwei zylindrischen Bohrungsabschnitten, wobei infolge der Durchmesserstufung 9 der eine Durchmesser vergrößert ist.
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Der Abschnitt der Ausnehmung 7, der mit dem vergrößerten Durchmesser versehen ist, dient zum Einrasten bzw. Einschnappen der Abschnitte 8, wenn die beiden Käfigteile 2 und 3 in axiale Richtung a aufeinander zu geschoben werden, bis die Abschnitte 8 hinter die Durchmesserstufung 9 einschnappen.
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Der Eintritt der Abschnitte 8 in die Ausnehmung 7 wird durch eine Fase 15 erleichtert (siehe hierzu insbesondere 12).
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Damit sich der Verbindungszapfen 6 beim Montagevorgang und namentlich beim Einführen in die Ausnehmung 7 leichter verformen kann, ist der Verbindungszapfen 6 mit zwei zueinander senkrecht angeordneten Einschnitten 11 versehen, so dass der Verbindungszapfen 6 insofern aus vier Sektoren besteht, die ein leichteres Einfedern beim Montagevorgang ermöglichen.
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In den 5 bis 9 ist zu sehen, wie der Kugellagerkäfig 1 mit seinen beiden Käfigteilen 2 und 3 während der Montage mit zwischen den beiden Käfigteilen 2 und 3 angeordneten Kugeln 5 axial zusammengeführt wird, dabei die Verbindungszapfen 6 in die Ausnehmungen 7 eintreten und schließlich die im Durchmesser vergrößerten Abschnitt 8 hinter der Durchmesserstufung 9 einrasten, so dass ein fester Verbund zwischen den beiden Käfigteilen 2 und 3 gegeben ist.
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Dies ist noch einmal im oberen Bereich der Darstellung gemäß 13 ersichtlich.
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In 13 ist in der linken oberen Darstellung der fertig montierte Kugellagerkäfig 1 zu sehen, wobei analog zu 1 ein Schnitt in Höhe einer Kugel 5 gezeigt ist, während in der Darstellung rechts daneben analog zu 2 der Schnitt durch einen Käfigsteg zu sehen ist. In der oberen Darstellung rechts sind die beiden Käfigteile 2 und 3 im noch nicht montierten Zustand zu sehen. In der unteren Darstellung gemäß 13 ist eine Seitenansicht eines Teils des montierten Kugellagerkäfigs 1 zu erkennen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlagerkäfig (Kugellagerkäfig)
- 2
- Käfigteil
- 3
- Käfigteil
- 4
- Aufnahmetasche
- 5
- Wälzkörper (Kugel)
- 6, 7
- Verbindungsmittel
- 6
- Verbindungszapfen
- 7
- Ausnehmung
- 8
- im Durchmesser vergrößerter Abschnitt
- 9
- Durchmesserstufung
- 10
- Fase
- 11
- Einschnitt
- 12
- Kugellager
- 13
- Lageraußenring
- 14
- Lagerinnenring
- 15
- Fase
- a
- axiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3709673 A1 [0002]
- DE 102015220363 A1 [0002]
- EP 2743526 B1 [0002]
