DE102020200152A1

DE102020200152A1 - Käfig für ein Wälzlager

Info

Publication number: DE102020200152A1
Application number: DE102020200152.9A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Edelmann; Roland Haas; Dominic Namyslo; Matthias Schuler; Joahnnes Zang
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2021-07-08
Also published as: CN113090665A; US11401972B2; US20210207657A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von Käfig (10) für ein Wälzlager, insbesondere Kegelrollenlager, mit einer Mehrzahl von Taschen (12), welche jeweils zur Aufnahme eines Wälzkörpers (11) ausgebildet sind.
Es wird vorgeschlagen, dass der Käfig eine Mehrzahl von Halteelementen (14) aufweist, die dazu ausgelegt sind, in die Taschen eingesetzte Wälzkörper vor einem Herausfallen in Radialrichtungen des Käfigs (10) nach innen zu sichern und bei einem Befüllen des Käfigs mit den Wälzkörpern ein Einsetzen der Wälzkörper in die Taschen von radial innen herzu ermöglichen.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Druckschrift DE 100 30 268 A1 offenbart einen Käfig für ein Radialwälzlager, bei dem zylindrische Wälzkörper gegen ein Herausfallen radial nach innen durch Steg gesichert sind, die zwei Seitenringe miteinander verbinden und die in einem Hohlraum radial innerhalb des Teilkreises angeordnet sind, der einerseits durch einander benachbarte Wälzkörper und andererseits durch eine Innenlaufbahn der Wälzkörper begrenzt ist, wobei die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Seitenringe gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, die Wälzkörper trennende Stegstummel aufweisen, die eine solche axiale Ausdehnung besitzen, dass ein Schrägstellen oder ein Schräglauf der Wälzkörper verhindert ist, wobei die Stegstummel in radialer Richtung nach außen über den Stege angeordnet sind und in Umfangsrichtung einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass ein Herausfallen der Wälzkörper radial nach außen verhindert ist. Insgesamt weist der Käfig eine Transportsicherung auf.
Die Druckschrift DE 10 2011 088 720 A1 betrifft einen Wälzlagerkäfig mit einem Käfigring sowie einer Vielzahl von Trennstegen, die von dem Käfigring abstehen und zusammen mit dem Käfigring Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern bilden. Der Wälzlagerkäfig ist gekennzeichnet durch mehrere von dem Käfigring und den Trennstegen separat ausgebildete Haltebügel, wobei die Haltebügel an dem Käfigring abgewandten Enden der Trennstege befestigt sind und eine oder zwei zu dem jeweiligen Trennsteg benachbarte Tasche bzw. Taschen in Umfangsrichtung hintergreifen, um ein Herausfallen von in den Taschen aufzunehmende Wälzkörper zu verhindern. Die Haltebügel stellen eine Transportsicherungsfunktion bereit.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen gattungsgemäßen, effizienteren Käfig bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einem Käfig für ein Wälzlager, insbesondere Kegelrollenlager, mit einer Mehrzahl von Taschen, welche jeweils zur Aufnahme eines Wälzkörpers ausgebildet sind.
Es wird vorgeschlagen, der Käfig eine Mehrzahl von Halteelementen aufweist, die dazu ausgelegt sind, in die Taschen eingesetzte Wälzkörper vor einem Herausfallen in Radialrichtungen des Käfigs nach innen zu sichern und bei einem Befüllen des Käfigs mit den Wälzkörpern ein Einsetzen der Wälzkörper in die Taschen von radial innen herzu ermöglichen. Hierdurch kann ein effizienter Käfig bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Befüllen des Käfigs mit Wälzkörpern auf kostengünstige Weise und insbesondere ohne kostspieliges Werkzeug erreicht werden. Insbesondere kann außerdem erreicht werden, dass eine Baueinheit aus Innenring, dem Käfig und den Wälzkörpern von einem vollständigen Wälzlager leicht demontierbar ist, weil die Wälzkörper nicht herausfallen, was nützlich ist, wenn zum Beispiel der Innenring nachgeschliffen werden soll oder ausgetauscht werden soll.
Vorzugsweise sind die Halteelemente zumindest teilweise durch Verlängerungen von Stegen des Käfigs nach radial innen gebildet. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Bauweise erzielt werden.
Mit Vorteil sind wenigstens zwei der Halteelemente plattenförmige, nach radial innen verlaufende Fortsätze von Stegen des Käfigs. Hierdurch kann eine relativ unkomplizierte Herstellbarkeit erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass wenigstens zwei der Halteelemente zumindest jeweils eine in Umfangsrichtung des Käfigs verlaufende Haltenase aufweisen. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Transportsicherung erreicht werden.
Vorzugsweise erstrecken sich wenigstens zwei der Haltenasen in dieselbe Tasche des Käfigs. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Transportsicherung erzielt werden.
Mit Vorteil sind die wenigstens zwei Haltenasen an nach radial innen verlaufenden Fortsätzen von Stegen des Käfigs angeordnet.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Käfig wenigstens eine Haltenase aufweist, welche sich ausgehend von einer Berandung einer Tasche in die Tasche erstreckt. Dadurch kann eine kompakte Bauweise des Käfigs erreicht werden. Vorzugsweise ist die Tasche rechteckförmig ausgebildet und die Haltenase erstreckt sich ausgehend von einer kurzen Seite des Rechtecks. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Kontakt zu einer Stirnfläche eines Wälzkörpers hergestellt werden. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Haltenase in einer Draufsicht auf die Tasche in radialer Richtung des Käfigs im Wesentlichen parallel zu einer langen Seite des Rechtecks, wodurch die Haltenase in eine Ausnehmung auf einer Stirnseite des Wälzkörpers eingreifen kann und eine Haltefunktion ausüben kann.
Mit Vorteil weist der Käfig wenigstens zwei sich ausgehend von einem ringförmigen Teil des Käfigs im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckende Elemente auf, welche dazu ausgelegt sind, benachbart zu einer Stirnseite eines Wälzkörpers, der in eine Tasche des Käfigs eingesetzt ist, an einer Abrollfläche des Wälzkörpers bei Transportvorgängen einer Einheit, die aus dem Käfig mit eingesetzten Wälzkörper besteht, anzuliegen. Dadurch kann bei einer Realisierung einer Transportsicherung ein besonders einfaches Einbauen der Wälzkörper in die Taschen des Käfigs erfolgen.
Ferner wird eine Einheit mit Wälzkörpern und einem Käfig wie vorstehend beschrieben vorgeschlagen, wobei die Wälzkörper in die Taschen eingesetzt sind. Des Weiteren wird ein Wälzlager, insbesondere Kegelrollenlager, mit der Einheit vorgesch lagen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Käfigs gemäß der Erfindung,
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Teils entlang einer Axialrichtung,
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Tasche des Käfigs, die mit einem Wälzkörper befüllt ist,
4 zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Tasche eines weiteren erfindungsgemäßen Käfigs, die mit einem Wälzkörper befüllt ist,
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Käfigs nach 4 entlang einer Axialrichtung,
6 zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Tasche eines dritten erfindungsgemäßen Käfigs, die mit einem Wälzkörper befüllt ist,
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Käfigs nach 6 entlang einer Axialrichtung,
8 zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Tasche eines vierten erfindungsgemäßen Käfigs, die mit einem Wälzkörper befüllt ist.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Käfigs 10 gemäß der Erfindung, der als Kegelrollenlagerkäfig ausgebildet ist. Eine Tasche 12 ist dazu ausgebildet, einen Wälzkörper 11, also eine Kegelrolle, aufzunehmen. In Umfangsrichtung wird die Tasche 12 durch Stege 16, 17 begrenzt. Der Steg 17 weist in Radialrichtung nach innen einen Fortsatz 18 auf, welcher plattenförmige ist. Der Fortsatz bildet ein Halteelement 14 (1 bis 3). Der Steg 16 weist in Radialrichtung nach innen einen Fortsatz 20 auf, welcher plattenförmige ist. Der Fortsatz 20 bildet ein Halteelement 15. Die Halteelemente 14, 15 sichern einen in die Tasche 12 eingesetzten Wälzkörper 11 vor einem Herausfallen nach radial innen, in dem die Halteelemente diesbezüglich eine formschlüssige Befestigung des Wälzkörpers ausbilden (1 bis 3). In anderen Worten sind die Fortsätze durch Verlängerungen der Stege gebildet.
Bei einem Befüllen der Tasche 12 mit dem Wälzkörper 11 wird dieser von radial innen her gleichzeitig mit seiner Abrollfläche gegen die Halteelemente 14,15 gedrückt, bis diese in Umfangsrichtung elastisch ausweichen, sodass sich der Wälzkörper in die Tasche 12 bewegt und nachfolgend die Halteelemente 14,15 sich wieder in ihre Ausgangsposition zurückbewegen. Der Wälzkörper 11 ist auch vor einem Herausfallen aus der Tasche 12 nach radial außen geschützt, und zwar durch eine Schrägfläche 52 des Stegs 16, die ausgehend von dem Fortsatz 20 schräg nach radial außen und in Richtung einer Mitte der Tasche 12 verläuft. Ein Steg des Käfigs, der die Tasche 12 auf einer dem Steg 16 gegenüberliegenden Seite begrenzt, weist eine Schrägfläche 50 auf, die spiegelverkehrt zu der Schrägfläche 52 ausgebildet ist.
Wenn zusätzlich zu dem Wälzkörper 11 die weiteren Wälzkörper in den Käfig eingesetzt sind, bildet der Käfig zusammen mit allen Wälzkörper eine Einheit, die transportiert ist, ohne dass die Wälzkörper verloren gehen. Die Wälzkörper sind damit verliersicher in den Taschen angeordnet. Die Einheit wird zu einer Montagelinie transportiert, wo sie mit einem Innenring und einem Außenring zu einem Wälzlager zusammengebaut wird. Das Wälzlager ist ein Kegelrollenlager. Der Käfig kann aus einem Kunststoff gebildet sein.
In den 4 bis 8 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den 4-8 die Buchstaben „a“, „b“ usw. hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 verwiesen werden kann.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Tasche 12a eines weiteren erfindungsgemäßen Käfigs 10a, die mit einem Wälzkörper 11a befüllt ist. Der Käfig weist eine Haltenase 28a auf, die unmittelbar an eine Berandung 30a ( 4 und 5) der Tasche 12a angrenzt und sich ausgehend von dieser in die Tasche 12a erstreckt. In einer Draufsicht auf die Tasche von radial außen weist die Tasche die Form eines Rechteck 34a auf. Ausgehend von einer kurzen Seite 32a dieses Rechteck erstreckt sich die Haltenase wie bereits erwähnt in die Tasche, und zwar im Wesentlichen parallel zu einer langen Seite 36a. Ferner weist der Käfig einen ringförmigen Teil 38a auf, von dem ausgehend sich 2 Elemente 42a, 44a in Axialrichtung 40a auf ein axiales Ende des Käfigs zu erstrecken, das dem ringförmigen Teil 38a gegenüberliegt. Sind der Wälzkörper 11a und die weiteren Wälzkörper in die Tasche 12a und die weiteren Taschen des Käfigs eingesetzt, so bildet der Käfig zusammen mit den Wälzkörpern eine Einheit, in der die Wälzkörper verliersicher angeordnet sind. Ist eine radiale Außenseite der Tasche 12a nach oben orientiert, so liegt eine Abrollfläche 48 des Wälzkörpers 11a an den Elementen 42a, 44a an und die Haltenase 28 greift in eine stirnseitge Ausnehmung des Wälzkörpers 11a ein und liegt an der Berandung der Ausnehmung an, sodass die Elemente 42a, 44a und die Haltenase 28a den Wälzkörper 11a auf formschlüssige Weise vor einem Herausfallen aus der Tasche 11a nach unten schützen. Damit befestigen die Elemente und die Haltenase den Wälzkörper 11a auch formschlüssig in der Tasche 12a. In Bezug auf eine radiale Richtung nach außen wird der Wälzkörper 11a durch die Stegform formschlüssig in der Tasche 12a gehalten.
Die 6 und 7 zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Käfigs. Eine Tasche 12b des Käfigs wird unter anderem durch Halteelemente 14b, 15b begrenzt. Das Halteelement 14b weist eine Haltenase 24b auf, die sich in Umfangsrichtung auf das Halteelement 15b zu erstreckt. Ferner ist die Haltenase 24b an einer Fläche, die dem Halteelement 15b zugewandt ist, angeordnet. Außerdem ist die Haltenase 24b an einem radial am weitesten innen liegenden Bereich dieser Fläche angeordnet. Das Halteelement 15b weist an seinem radial inneren Ende ebenfalls eine Haltenase 26b auf, die sich in Umfangsrichtung auf das Halteelement 14b zu erstreckt. Bei einer Montage eines Wälzkörpers 11b in die Tasche 12b wird dieser gegen die Halteelemente und insbesondere die Haltenasen gedrückt, bis diese etwas in Umfangsrichtung ausweichen und der Wälzkörper in die Tasche gleitet. Danach bewegen sich die Halteelemente wieder in ihre Ausgangslage zurück, wodurch der Wälzkörper in der Tasche 12b durch die Haltenasen vor einem Herausfallen nach radial innen geschützt wird. Mit anderen Worten erstrecken sich die Haltenasen in die Tasche 12b. Die Haltenase 24b ist an einem ersten Fortsatz 18b eines Stegs des Käfigs angeordnet. Die Haltenase 26b ist an einem weiteren Fortsatz 20b eines weiteren Stegs des Käfigs angeordnet. Beide Fortsätze erstrecken sich von dem jeweiligen Steg nach radial innen.
8 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Käfigs, wobei eine Rolle 11c in eine Tasche 12c des Käfigs eingesetzt ist. Ein Halteelement 14c und ein Halteelement 15c sichern die Rolle 11 c formschlüssig vor einem Herausfallen aus der Tasche nach radial innen. Die beiden Halteelemente sind identisch aufgebaut. Jedes der beiden Halteelemente weist in seiner radial inneren Seite eine Nut auf, welche im Wesentlichen in Axialrichtung verläuft. Dadurch kann ein vergleichsweise leichtes Einsetzen der Rollen in den Käfig erfolgen, da ein Ausweichen der Halteelemente in Umfangsrichtung bei dem Einsetzen der Rollen von radial innen her erleichtert ist.
Bezugszeichenliste

10: Käfig
11: Wälzkörper
12: Tasche
14: Halteelement
15: Halteelement
16: Steg
17: Steg
18: Fortsatz
20: Fortsatz
22: Umfangsrichtung
24: Haltenase
26: Haltenase
28: Haltenase
30: Berandung
32: Seite
34: Rechteck
36: Seite
38: Teil
40: Axialrichtung
42: Element
44: Element
46: Stirnseite
48: Abrollfläche
50: Schrägfläche
52: Schrägfläche
54: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10030268 A1 [0002]
DE 102011088720 A1 [0003]

Claims

Käfig (10) für ein Wälzlager, insbesondere Kegelrollenlager, mit einer Mehrzahl von Taschen (12), welche jeweils zur Aufnahme eines Wälzkörpers (11) ausgebildet sind, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Halteelementen (14), die dazu ausgelegt sind, in die Taschen eingesetzte Wälzkörper vor einem Herausfallen in Radialrichtungen des Käfigs nach innen zu sichern und bei einem Befüllen des Käfigs mit den Wälzkörpern ein Einsetzen der Wälzkörper in die Taschen von radial innen her zu ermöglichen.
Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente zumindest teilweise durch Verlängerungen von Stegen (16) des Käfigs nach radial innen gebildet sind.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Halteelemente (14, 15) plattenförmige, nach radial innen verlaufende Fortsätze (18, 20) von Stegen des Käfigs sind.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Halteelemente zumindest jeweils eine in Umfangsrichtung (22) des Käfigs verlaufende Haltenase (24,26) aufweisen.
Käfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Haltenasen sich in dieselbe Tasche des Käfigs erstrecken.
Käfig nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Haltenasen an nach radial innen verlaufenden Fortsätzen von Stegen des Käfigs angeordnet sind.
Käfig nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Haltenase (28), welche sich ausgehend von einer Berandung (30) einer Tasche in die Tasche erstreckt.
Käfig nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche die Form eines Rechtecks (34) aufweist und die Haltenase sich ausgehend von einer kurzen Seite (32) des Rechtecks, insbesondere in einer Draufsicht auf die Tasche in radialer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer langen Seite (36) des Rechtecks, erstreckt.
Käfig nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei sich ausgehend von einem ringförmigen Teil (38) des Käfigs im Wesentlichen in Axialrichtung (40) erstreckende Elemente (42, 44) welche dazu ausgelegt sind, benachbart zu einer Stirnseite (46) eines Wälzkörpers (11), der in eine Tasche des Käfigs eingesetzt ist, an einer Abrollfläche (48) des Wälzkörpers bei Transportvorgängen einer Einheit, die aus dem Käfig mit eingesetzten Wälzkörper besteht, anzuliegen.
Einheit mit Wälzkörpern und einem Käfig nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wälzkörper in die Taschen eingesetzt sind.
Wälzlager, insbesondere Kegelrollenlager, mit einer Einheit nach Anspruch 10.