DE1079899B - Kaefig fuer Rollkoerper in Waelzlagern, bestehend aus einer Anzahl von Einzel-elementen aus Kunststoff, z. B. einem Polyamid, die durch mit ihnen verbundene Metallringe zu einem Ring zusammengehalten werden - Google Patents

Description

• Käfig für Rollkörper in Wälzlagern, bestehend aus einer Anzahl von Einzelelementen aus Kunststoff, z. B. einem Polyamid, die durch mit ihnen verbundene Metallringe zu einem Ring zusammengehalten werden Es ist bekannt, zur Herstellung von Käfigen zur. Aufnahme der Rollkörper in Wälzlagern als Werkstoff bestimmte Kunststoffe, wie z. B. Polyamide, zu verwenden. Diese Kunststoffe haben einmal ein niedriges spezifisches Gewicht, so daß der Käfig als Ganzes leicht wird, und zum anderen ist infolge ihrer Gleiteigenschaften eine weniger sorgfältige Schmierung der Gleitflächen zwischen Käfig und Rollkörpern erforderlich, so daß bei Schmierung der Wälzlager mit Fett eine bedeutend längere Zeitspanne zwischen den einzelnen Schmierungen zugelassen werden kann als bei Lagern mit gewöhnlichen Metallkäfigen. Die Gleiteigenschaften des Kunststoffkäfigs können noch verbessert werden, wenn dem Kunststoff eine kleine Menge Molybdändisulfid beigemischt wird. Außerdem kann einem Käfig aus Kunststoff leicht seine endgültige Gestalt gegeben werden, indem die geschmolzene Masse in geeignete Formen gespritzt wird. Das Herstellungsverfahren ist billig, im Vergleich zu dem mittels schneidender Werkzeuge, wie es bei Metallkäfigen notwendig ist.
• Ein gewisser Nachteil des Kunststoffes liegt aber in seiner starken Ausweitung bei Temperatursteigerungen im Verhältnis zu den übrigen Teilen des Wälz-Lagers aus Stahl. Dies spielt bei kleinen und mittelgroßen Lagern eine geringe Rolle, ist aber störend bei größeren Lagerabmessungen, wegen des bedeutenden Unterschiedes, der zwischen dem Teilungsdurchmesser der Rollkörpertaschen in dem ringförmigen Käfig und dem durch die Laufbahnen bestimmten Teilungsdurchmesser, des Rollkörpersatzes im Lager entsteht. Außerdem kann in gewissen Fällen die Haltbarkeit des als Werkstoff dienenden Kunststoffes für die Beanspruchungen, die beim Gang des Lagers in dem ringförmigen Teil eines Käfigs auftreten - d. h. dem Teil des Käfigs, der die Trennstege zwischen den Rollkörpern verbindet -, unzureichend sein. Die Herstellung von Käfigen aus einem Stück Kunststoff ist in verschiedenen Formen vorgeschlagen. Sie ist aber verhältnismäßig kostspielig, weil das Werkzeug für die Formgebung eines ganzen Käfigs mit seinen vielen Trennstegen sich sehr teuer stellt und auch das Spritzen großer. Einheiten aus Kunststoff große Schwierigkeiten bereitet.
• Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Erreicht wird das Ziel dadurch, daß in einem Käfig für Rollkörper in Wälzlagern, bestehend aus einer Anzahl von Einzelelementen aus Kunststoff, z. B. einem Polyamid, die durch mit ihnen verbundene Metallringe zu einem Ganzen zusammengehalten werden, jedes Käfigelement aus zwei bogenförmigen Seitenteilen besteht, die im seitlichen Abstand voneinander durch einen im wesentlichen von der Mitte jedes Bogens ausgehenden Steg verbunden sind, und daß in bekannter Weise durch die Stege je zweier in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordneter, mittels Metallringen zusammengehaltener Käfigelemente je eine Rollentasche gebildet ist.
• Es ist an sich bekannt, Käfige für Wälzlager aus einzelnen Stegen aus Kunststoff zu formen, die mit seitlichen Metallringen verbundenen Taschen für die einzelnen Rollkörper bilden: Aber in diesen Käfigen liegen die Wälzkörper mit ihren Stirnseiten an Metall an, wodurch die Vorteile des Kunststoffes für den Käfig weitgehend verlorengehen. Es ist ferner bekannt, Käfige aus Sintermetall in der Weise herzustellen,. daß Zwischenstege aus Sintermetall zwischen zwei Metallringen eingespannt werden und damit Käfigtaschen bilden. Die Herstellung aus Sintermetall hat mit der Kunststoffertigung keine Berührungspunkte.
• Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Zylinderrollenlagers, Fig. 2 einen Teil eines Rollenkäfigs, von innen gesehen, Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Lagerachse durch zwei der Käfigelemente ohne Rollen, Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt mit einer Rolle in der Lage, die sie im zusammengesetzten Lager einnimmt und einer anderen Rolle in der, Lage, die die Rollen haben, wenn sie in den Außenring des Lagers eingesetzt werden sollen, Fig.5 einen Längsschnitt durch einen Teil eines zweireihigen Pendelrollenlagers mit einem Käfig für jede Rollenreihe, Fig. 6 ein Käfigelement von außen gesehen und Fig. 7 und 8 Querschnitte nach den Linien A-A und B-B der Fig. 6.
• Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung bezeichnet 1 den Außenring des Lagers und 2 seinen Innenring, zwischen denen sich die Rollen 3 befinden. Um die Rollen auseinanderzuhalten und im Lager festzuhalten, wenn der Innenring des Lagers entfernt wird, ist das Lager mit einem Rollenkäfig versehen, der aus einer der, Menge der Rollen entsprechenden Anzahl von Käfigelementen 4 aus Kunststoff besteht. Die Elemente, die aus einem Polyamid oder anderem geeignetem Kunststoff hergestellt sein können, werden an jeder Seite von einem an ihnen befestigten Metallring 5 zusammengehalten. Jedes Käfigelement besteht aus zwei bogenförmigen Seitenteilen 6, die durch einen Steg 7 verbunden werden, der gleichzeitig der Trennsteg für zwei nebeneinanderliegende Rollen 3 ist. Die Stege haben eine oder mehrere Aussparungen 8, um Gewicht und Werkstoffverbrauch zu verringern. Jeder Steg ist außerdem am mittleren Teil noch mit einer, nach innen gerichteten Zunge 9 versehen. Die Seitenflächen der Stege sind so geformt, daß sie sich der Rollenform anschließen, während die Zungen 9 am zweckmäßigsten ebene Seitenflächen haben. Die Außenflächen der Seitenteile 6 können mit Rillen 10 od. dgl. zum Festsetzen der an jeder Seite anzubringenden Metallringe 5 versehen sein. Diese Ringe haben einen im wesentlichen ebenen Mittelteil, an dem sich eine innere und eine äußere nach innen gerichtete Kante anschließen, so daß der Querschnitt des Ringes U-förmig ist. Beim Zusammensetzen des Käfigs wird die äußere zylindrische Kante in die Rille 10 eingerollt oder eingebogen, wodurch die erforderliche Anzahl der Käfigelemente 4 zu einer Einheit zusammengefügt wird.
• Jedes Käfigelement ist mit runden oder länglichen Zapfen 11 versehen, die an den Außenflächen der Seitenteile 6 herausragen und am zweckmäßigsten in Verlängerung der Stege 7 angebracht sind. Diese Zapfen werden in entsprechende Löcher in den Ringen 5 eingepaßt, wodurch der Abstand der Einzelteile voneinander mit großer Genauigkeit festgelegt wird und unabhängig von Temperaturschwankungen ist. Zwischen zwei nebeneinanderliegenden Käfigelementen 4 ist ein Spiel oder Abstand 12 gelassen, so daß sie sich bei Erwärmung bedeutend mehr ausdehnen können als die Metallringe, ohne miteinander in Berührung zu kommen. Die Metallringe dagegen sind ebenso maßbeständig wie das Rollenlager an sich und können leicht mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden. Sie bestimmen vollständig die Lage der einzelnen Trennstege sowie die Genauigkeit und Maßbeständigkeit des ganzen Käfigs. Die Maßveränderungen der Kunststoffelemente haben daher keine Einwirkung auf die Genauigkeit des Gesamtkäfigs.
• Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird jede Rollentasche von den Stegen zweier nebeneinanderliegender Käfigelemente gebildet. Die Rollen werden in die Taschen eingesetzt, indem sie an den Zungen 9 vorbeigezwungen werden, die dabei so weit auseinanderfedern, wie es notwendig ist, um die Rolle an ihnen vorbeizuführen. Die Stege sollen dabei eine so große Starrheit im Verhältnis zum Gewicht der Rollen haben, daß sie imstande sind, nach ihrem Zurückfedern die Rollen an ihren Plätzen zu halten. Die Rollentaschen werden zweckmäßig so ausgeführt, daß die Rollen sich nach innen verschieben können, wie es bei der Rolle rechts in Fig. 4 gezeigt ist, und zwar so weit, daß beim Zusammensetzen des Lagers der Rollensatz in den Außenring 1 des Lagers am Bord vorbei eingeführt werden kann.
• Die Fig. 5 bis 8 zeigen die Erfindung in Anwendung bei einem zweireihigen Pendelrollenlager. Die Grundform jedes Rollenkäfigs ist in diesem Fall kegelig. Die Zungen jedes Käfigelementes sind nach außen gerichtet, und die Rollen werden von außen in die gebildeten Taschen eingesetzt, wobei die Zungen weggebogen werden, um die Rollen vorbeizulassen. Um die Federung der Zungen zu erhöhen, ist jede Zunge mit einer Ausnehmung 13 versehen, so daß ein paar dünne, leicht biegsame Lippen gebildet werden. Diese Ausführungsform ist im Prinzip auch für Kegelrollenlager, anwendbar.
• Wenn die Erfindung für Zylinderrollenlager mit Innenringborden verwendet werden soll, werden die Rollenkäfige im Prinzip zweckmäßig in derselben Weise ausgeführt wie der, in den Fig. 5 bis 8 gezeigte Käfig, d. h. mit nach außen gerichteten Zungen. Die Rillen 10 können natürlich an den Innenflächen der Seitenteile oder sowohl an den Innen- als auch an den Außenflächen vorgesehen werden, wobei die dazugehörende Kante bzw. Kanten der Metallringe in die betreffende Rille eingebogen wird.
• Wie aus der Zeichnung zu ersehen, sind alle Flächen, mit denen die Rollen in Berührung kommen, aus Kunststoff, während die Metallringe niemals die Rollen berühren. Der Rollenkäfig hat daher alle Vorteile des Kunststoffkäfigs mit geringer Reibung und geringem Gewicht und hat gleichzeitig die Stärke und Maßbeständigkeit eines Käfigs aus Metall. Die einzelnen Käfigelemente können mit viel billigeren Werkzeugen gefertigt werden, als für die Herstellung von Kunststoffkäfigen aus einem Stück erforderlich wären.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Käfig für Rollkörper in Wälzlagern, bestehend aus einer Anzahl von Einzelelementen aus Kunststoff, z. B. einem Polyamid, die durch mit ihnen verbundene Metallringe zu einem Ring zusammengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Käfigelement (4) aus zwei bogenförmigen Seitenteilen (6) besteht, die im seitlichen Abstand voneinander durch einen im wesentlichen von der Mitte jedes Bogens ausgehenden Steg (7) verbunden sind, und daß in bekannter Weise durch die Stege (7) je zweier in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordneter, mittels Metallringen (5) zusammengehaltener, Käfigelemente (4) je eine Rollentasche gebildet ist.
2. 2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigelemente (4) in en Metallringen (5) mit einem Zwischenraum zwischen den einzelnen bogenförmigen Teilen (6) befestigt sind.
3. 3. Käfig nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigelemente (4) an ihren äußeren Seitenflächen mit Zapfen (11)- versehen sind, die in entsprechende Löcher in den Metallringen (5) passen.
4. 4. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe (5) U-förmigen Querschnitt haben und die Schenkel des Ringes die Seitenteile (6) der Käfigelemente umfassen.
5. 5. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigelemente (4) mit außen und/oder innen angebrachten Umfangsrillen (10) od. dgl. versehen sind, in die der eine oder beide Schenkel des Metallringes eingebogen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 923 761, 764 314, 622 860; französische Patentschriften Nr. 993 520, 794 160.