DE102019106487A1

DE102019106487A1 - Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE102019106487A1
Application number: DE102019106487.2A
Authority: DE
Inventors: Alfred Hock; Robert Dreßel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1), der eine Anzahl an in Umfangsrichtung (U) aufeinander folgende Aufnahmetaschen (2) zur Aufnahme von Wälzkörpern (3) aufweist, wobei jede Aufnahmetasche (2) in Umfangsrichtung (U) durch zwei Käfigstege (4, 5) begrenzt wird, wobei die Käfigstege (4, 5) mit zwei in axialer Richtung (a) beabstandeten Käfigringen (6, 7) verbunden sind, wobei die beiden Käfigringe (6, 7) eine Erstreckung (e) in radiale Richtung (r) haben, wobei der Wälzlagerkäfig (1) an einer Umfangsstelle (8) eine Teilung aufweist, an der zwei an der Umfangsstelle (8) zusammengeführte Enden (9, 10) des Wälzlagerkäfigs (1) miteinander verbunden sind.Um einen Wälzlagerkäfig dieser Art bereitzustellen, der an einer Umfangsstelle geöffnet werden kann, der allerdings im Betrieb hierdurch keine Einschränkungen aufweist, sieht die Erfindung vor, dass die Käfigringe (6, 7) sowohl am einen Ende (9) als auch am anderen Ende (10) des Wälzlagerkäfigs (1) Verbindungsabschnitte (11, 12) aufweisen, die über eine Erstreckung (x) in Umfangsrichtung (U) eine in radiale Richtung (r) verminderte Erstreckung (e1, e2) aufweisen, wobei die Summe der beiden radialen Erstreckungen (e1, e2) der Verbindungsabschnitte (11, 12) der Erstreckung (e) der Käfigringe (6, 7) außerhalb der Verbindungsabschnitte (11, 12) entspricht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, der eine Anzahl an in Umfangsrichtung aufeinander folgende Aufnahmetaschen zur Aufnahme von Wälzkörpern aufweist, wobei jede Aufnahmetasche in Umfangsrichtung durch zwei Käfigstege begrenzt wird, wobei die Käfigstege mit zwei in axialer Richtung beabstandeten Käfigringen verbunden sind, wobei die beiden Käfigringe eine Erstreckung in radiale Richtung haben, wobei der Wälzlagerkäfig an einer Umfangsstelle eine Teilung aufweist, an der zwei an der Umfangsstelle zusammengeführte Enden des Wälzlagerkäfigs miteinander verbunden sind oder zusammentreffen.
Hintergrund der Erfindung
Ein Wälzlagerkäfig der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 10 2015 200 445 A1 bekannt. Der Käfig ist hier nicht als einstückiges Bauteil ausgebildet, sondern als geteiltes Element, wobei im Falle dieser vorbekannten Lösung mehrere Segmentteile des Käfigs miteinander verbunden sind. Hierfür sind schwalbenschwanzförmige, komplementäre Ausformungen im Endbereich der einzelnen miteinander zu verbinden Teile vorgesehen (s. 8 des Dokuments).
Bei einer Vielzahl von Käfigen ist es notwendig, eine solche oder ähnliche offene Käfigbauform einzusetzen. Nur so können beispielsweise die Käfige bei Ringen mit Doppelborden eingebracht werden. Die Art der Verbindung, d. h. die Art des Schlosses, der in Umfangsrichtung aneinanderstoßenden Enden des Käfigs bzw. seiner Teile hängt dabei von den speziellen Umständen ab. So können beispielsweise Käfige mit großen Teilkreisen häufig nicht mit den üblichen Schlossformen ausgeführt werden.
Bei der oben genannten Lösung kommt zur Verbindung der aneinanderstoßenden Teile des Käfigs bzw. dessen Segmente eine schwalbenschwanzförmige Struktur zum Einsatz. Daneben ist auch der glatte Schlitz (d. h. keine separaten Verschlusselemente) oder das Trapezschloss möglich und üblich. Wenn ein umfangseitig geschlossener Käfig eingesetzt werden soll, ist die Verwendung von Doppelborden nicht möglich.
Insbesondere bei einem großen Teilkreis des Lagers kommt es beim Einsatz der vorbekannten Schlossformen zu Problemen, da die aneinanderstoßenden und miteinander zu verbindenden Enden des Käfigs nach innen oder außen hängen. Ein Schwalbenschwanzschloss kann hier häufig nicht untergebracht werden. Wie bereits erwähnt, sind geschlossene Käfige nicht für Lager mit zwei Borden möglich.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wälzlagerkäfig der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass es auch bei den genannten problematischen Fällen möglich ist, einen Käfig einzusetzen, der an der Umfangsstelle, an der zwei Abschnitte des Käfigs aneinanderstoßen, dort einfach und unzuverlässig verbunden werden kann. Es soll also ein Wälzlagerkäfig bereitgestellt werden, der an einer Umfangsstelle geöffnet werden kann, der allerdings im Betrieb hierdurch keine Einschränkungen aufweisen soll.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigringe sowohl am einen Ende als auch am anderen Ende des Wälzlagerkäfigs (d. h. im Bereich der geteilten Umfangsstelle, wo die beiden zusammengeführte Enden sind) Verbindungsabschnitte aufweisen, die über eine Erstreckung in Umfangsrichtung eine in radiale Richtung verminderte Erstreckung aufweisen, wobei die Summe der beiden radialen Erstreckungen der Verbindungsabschnitte der Erstreckung der Käfigringe außerhalb der Verbindungsabschnitte entspricht.
Bevorzugt weisen die beiden Verbindungsabschnitte eine konstante Erstreckung in radiale Richtung auf. Die beiden Verbindungsabschnitte sind bevorzugt komplementär zueinander ausgebildet; sie bilden dann zusammen eine ungestört fortgesetzte Basisgeometrie der Käfigringe.
Am Ende der Verbindungsabschnitte kann jeweils zumindest ein Teil eines Käfigstegs angeordnet sein.
Eine Lösung sieht hierzu vor, dass am Ende der Verbindungsabschnitte jeweils nur ein Teil eines Käfigstegs angeordnet ist, der mit einem anderen Teil eines Käfigstegs einen vollständigen Käfigsteg bildet.
Eine alternative Lösung sieht vor, dass am Ende der Verbindungsabschnitte ein vollständiger Käfigsteg angeordnet ist. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass im Bereich der beiden Verbindungsabschnitte ein von Käfigstegen freibleibender Abschnitt angeordnet ist, der eine Erstreckung in Umfangsrichtung aufweist, die zwei Aufnahmetaschen entspricht. Die Verbindungsabschnitte weisen in diesem Falle vorzugsweise eine Erstreckung in Umfangsrichtung auf, die zumindest weitgehend der Breite einer Aufnahmetasche entspricht.
Der vorgeschlagene Wälzlagerkäfig besteht bevorzugt aus Kunststoff. Bevorzugt ist er als einstückiges Spritzgießformteil ausgebildet.
Der vorgeschlagene Käfig hat nur an einer einzigen Umfangsstelle die genannte Unterbrechung bzw. Teilung.
Vorgeschlagen wird insoweit also eine Längsteilung der Käfigenden, um einen an einer Umfangsstelle unterbrochenen Käfig zu einem geschlossenen Käfig zu fügen. Die aneinanderstoßenden Enden des Käfigs sind dabei so ausgelegt, dass diese nach dem Fügen bzw. Zusammensetzen zusammen einen Käfigsteg mit Wälzkörper-Halterung ausbilden. Dabei entsteht durch das Eindrücken bzw. Einpressen des Wälzkörpers eine formschlüssige Verbindung der Käfigenden. Dieser Käfig hat damit die gleiche Funktionalität wie ein geschlossener KäFigur
Die Schließkraft, die die aneinanderstoßenden Enden des Käfigs zusammenhält, wird somit durch einen Formschluss gebildet, der durch den in die Aufnahmetasche eingesetzten Wälzkörper erzeugt wird.
Die Erfindung kann bevorzugt bei großen Nadelhülsen und Rollenhülsen eingesetzt werden.
Figurenliste
Der erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerkäfig wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Wälzlagerkäfigs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei zwei aneinanderstoßende und miteinander zu verbindende Enden des Käfigs dargestellt sind,
2 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Wälzlagerkäfigs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei zwei aneinanderstoßende und miteinander zu verbindende Enden des Käfigs dargestellt sind, und
3 eine Seitenansicht eines Teils des Wälzlagerkäfigs, wobei die beiden miteinander verbundenen Enden des Käfigs bei eingesetztem Wälzkörper dargestellt sind.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein Abschnitt eines weitgehend ringförmig ausgebildeten Wälzlagerkäfigs 1 zu sehen, der generell zwei in axiale Richtung a beanstandet angeordnete Käfigringe 6 und 7 aufweist, die über eine Anzahl an Käfigstegen 4 und 5 miteinander verbunden sind. Zwischen zwei benachbarten Käfigstegen 4, 5 und den beiden Käfigringen 6, 7 werden Aufnahmetaschen 2 für (in 1 nicht dargestellte, allerdings in 3 zu sehende) Wälzkörper 3 ausgebildet.
Der Wälzlagerkäfig 1 weist an einer Umfangsstelle 8 eine Teilung bzw. Unterbrechung auf, was die Montage des Käfigs bzw. des Wälzlagers, das mit dem Käfig ausgestattetet ist, vereinfacht bzw. überhaupt erst ermöglicht. Allerdings muss dafür Sorge getragen werden, dass die beiden sich ergebenden Enden 9 und 10 des Wälzlagerkäfigs 1 bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Käfigs bzw. des Wälzlagers, das mit dem Käfig ausgestattet ist, stabil miteinander verbunden sind.
Um dies zu erreichen, haben die beiden Käfigringe 6 und 7 sowohl am einen Ende 9 als auch am anderen Ende 10 des Wälzlagerkäfigs 1 Verbindungsabschnitte 11 und 12. Diese Verbindungsabschnitte 11 und 12 erstrecken sich dabei in Umfangsrichtung U über eine Erstreckung x. Während außerhalb der genannten Erstreckung x die Käfigringe 6 und 7 eine Erstreckung in radiale Richtung r aufweisen, die mit e in 1 bezeichnet ist, ist dies im Bereich der Erstreckung x nicht der Fall: Hier sind die beiden Käfigringe 6 und 7 in radiale Richtung zurückgenommen und weisen lediglich eine verminderte radiale Erstreckung e1 bzw. e2 auf. Die Summe der beiden verminderten Erstreckungen e1 und e2 ergibt allerdings wiederum die radiale Erstreckung e der Käfigringe 5 und 6 außerhalb des Bereichs der Verbindungsabschnitte 11 und 12.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 kann gesehen werden, dass die verminderten Erstreckungen e1 und e2 konstant sind, so dass die beiden Enden 9 und 10 des Wälzlagerkäfigs in Umfangsrichtung U übereinander geschoben bzw. übereinandergelegt werden können.
Wie sich aus 1 weiter ergibt, sind am in Umfangsrichtung U gelegenen Ende der beiden Verbindungsabschnitte 11 und 12 jeweils Stege 4` bzw. 5` angeordnet. Werden die beiden Enden 9 und 10 in Umfangsrichtung U übereinander geschoben, bis sich die radial in ihrer Erstreckung reduzierten Abschnitte komplementär ergänzen, bilden die genannten Stege 4` bzw. 5` komplette Stege, um zwei benachbarte Aufnahmetaschen 2 zu begrenzen.
Wird dann ein Wälzkörper 3 in die Aufnahmetasche 2 eingesetzt bzw. hineingedrückt, die im Bereich der Umfangsstelle 8 angeordnet ist und wie es in 3 zu sehen ist, kontaktiert der Wälzkörper 3 eine erste Stelle 13 und eine zweite diametral gegenüberliegende Stelle 14 des Steges 5` bzw. 4', so dass durch den Wälzkörper 3 verhindert wird, dass der Käfig sich an der Umfangsstelle 8 wieder trennt. Nach dem Einlegen bzw. Einpressen des Wälzkörpers 3 fungiert der Abschnitt an der Umfangsstelle 8 also als Käfigschloss und hält die beiden Enden 9 und 10 des Käfigs formschlüssig zusammen.
Eine analoge Konzeption zeigt das Ausführungsbeispiel nach 2. Der Unterschied zu der Lösung gemäß 1 besteht im wesentlichen nur darin, dass am in Umfangsrichtung U liegenden Ende der beiden Verbindungsabschnitte 10 und 11 nur ein Teil 4` bzw. 5` eines Käfigsteges angeordnet ist. Erst nach dem Übereinanderlegen der beiden Verbindungsabschnitte 11 und 12 bilden diese Teile 4', 5" des Käfigsteges zusammen mit den in 2 markierten (halben) Teilen 4" bzw. 5" eines Käfigstegs den gesamten Käfigsteg 4, 5.
Ansonsten gelten mit Blick auf diese Ausführungsform der Erfindung dieselben Überlegungen, wie sie im Zusammenhang mit 1 erläutert wurden. Wiederum gilt, dass nach dem Einsetzen bzw. Einpressen des Wälzkörpers 3 in die Aufnahmetasche 2 im Bereich der Umfangstelle 8 eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist, sodass sich die beiden Enden 9 und 10 des Wälzlagerkäfigs 1 nicht mehr voneinander trennen können. Der Wälzkörper 3 im Bereich der Umfangsstelle 8 verhindert also ein Öffnen des Schlosses.
Mit den vorgeschlagenen Ausgestaltungen eines Wälzlagerkäfigs kann somit ein geteilter Käfig zum Einsatz kommen, der allerdings bei bestimmungsgemäßer Verwendung im Betrieb des Wälzlagers keine Einschränkungen aufweist. Insbesondere werden die beiden Enden 9 und 10 des Käfigs stets zuverlässig in verbundenem Zustand gehalten, so dass trotz der Teilung des Käfigs keine Einschränkungen im Betrieb des Wälzlagers gegeben sind.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlagerkäfig
2: Aufnahmetasche
3: Wälzkörper
4: Käfigsteg
4`: Teil des Käfigstegs
4": anderer Teil des Käfigstegs
5: Käfigsteg
5`: Teil des Käfigstegs
5": anderer Teil des Käfigstegs
6: Käfigring
7: Käfigring
8: Umfangsstelle
9: Ende des Wälzlagerkäfigs
10: Ende des Wälzlagerkäfigs
11: Verbindungsabschnitt
12: Verbindungsabschnitt
13: erste Stelle
14: zweite Stelle
a: axiale Richtung
r: radiale Richtung
U: Umfangsrichtung
e: Erstreckung des Käfigrings in radiale Richtung
e1: Erstreckung des Verbindungsabschnitts in radiale Richtung
e2: Erstreckung des Verbindungsabschnitts in radiale Richtung
x: Erstreckung des Verbindungsabschnitts in Umfangsrichtung

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 102015200445 A1 [0002]

Claims

Wälzlagerkäfig (1), der eine Anzahl an in Umfangsrichtung (U) aufeinander folgende Aufnahmetaschen (2) zur Aufnahme von Wälzkörpern (3) aufweist, wobei jede Aufnahmetasche (2) in Umfangsrichtung (U) durch zwei Käfigstege (4, 5) begrenzt wird, wobei die Käfigstege (4, 5) mit zwei in axialer Richtung (a) beabstandeten Käfigringen (6, 7) verbunden sind, wobei die beiden Käfigringe (6, 7) eine Erstreckung (e) in radiale Richtung (r) haben, wobei der Wälzlagerkäfig (1) an einer Umfangsstelle (8) eine Teilung aufweist, an der zwei an der Umfangsstelle (8) zusammengeführte Enden (9, 10) des Wälzlagerkäfigs (1) miteinander verbunden sind oder zusammentreffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigringe (6, 7) sowohl am einen Ende (9) als auch am anderen Ende (10) des Wälzlagerkäfigs (1) Verbindungsabschnitte (11, 12) aufweisen, die über eine Erstreckung (x) in Umfangsrichtung (U) eine in radiale Richtung (r) verminderte Erstreckung (e1, e2) aufweisen, wobei die Summe der beiden radialen Erstreckungen (e1, e2) der Verbindungsabschnitte (11, 12) der Erstreckung (e) der Käfigringe (6, 7) außerhalb der Verbindungsabschnitte (11, 12) entspricht.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungsabschnitte (11, 12) eine konstante Erstreckung (e1, e2) in radiale Richtung (r) aufweisen.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungsabschnitte (11, 12) komplementär zueinander ausgebildet sind.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Verbindungsabschnitte (11, 12) jeweils zumindest ein Teil eines Käfigstegs (4', 5`) angeordnet ist.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Verbindungsabschnitte (11, 12) jeweils nur ein Teil eines Käfigstegs (4', 5`) angeordnet ist, der mit einem anderen Teil eines Käfigstegs (4", 5") einen vollständigen Käfigsteg (4, 5) bildet.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Verbindungsabschnitte (11, 12) ein vollständiger Käfigsteg (4', 5') angeordnet ist.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der beiden Verbindungsabschnitte (11, 12) ein von Käfigstegen freibleibender Abschnitt angeordnet ist, der eine Erstreckung in Umfangsrichtung (U) aufweist, die zwei Aufnahmetaschen (2) entspricht.
Wälzlagerkäfig nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (11, 12) eine Erstreckung (x) in Umfangsrichtung (U) aufweisen, die zumindest weitgehend der Breite einer Aufnahmetasche (2) entspricht.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Kunststoff besteht.
Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er als einstückiges Spritzgießformteil ausgebildet ist.