DE1525145B2

DE1525145B2 - Lagerkäfig

Info

Publication number: DE1525145B2
Application number: DE1525145A
Authority: DE
Inventors: Joseph Walsall Staffordshire Kearns (Grossbritannien)
Original assignee: A & H Jones & Co Ltd Walsall Staffordshire (grossbritannien)
Current assignee: A & H Jones & Co Ltd Walsall Staffordshire (grossbritannien)
Priority date: 1964-07-17
Filing date: 1965-07-07
Publication date: 1975-12-11
Also published as: AT257288B; DE1525145A1; FR1428220A; US3361499A; GB1068009A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagerkäfig, bestehend aus zwei miteinander verbundenen Sintermetallringen, die an den einander zugewandten Flächen eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Wälzkörpern und an den voneinander abgewandten Flächen eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Verbindungselementen aufweisen (US-PS 27 42 332).

Unter bestimmten erschwerten Betriebsbedingungen, wenn beispielsweise schwere Belastungen aufgenommen werden sollen und/oder unter extremen Temperaturbedingungen gearbeitet werden muß, sind mit solchen Lagerkäfigen ausgerüstete Wälzlager nicht vollständig zufriedenstellend. Beispielsweise haben in im allgemeinen mit einer großen Anzahl von Wälzlagern bestückten Förderern, welche Werkstücke durch Wärmebehandlungsöfen oder durch säurehaltige Atmosphären bewegen, die Wälzlager nur eine sehr kurze Lebensdauer, weil als erste die Lagerkäfige ausfallen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerkäfige so auszubilden, daß die Festigkeit der Sintermetallringe durch Abbau von Spannungsspitzen erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausnehmungen an den voneinander abgewandten Flächen mit konstantem Querschnitt den ganzen Ring radial durchsetzen und ihrer Zahl nach den Ausnehmungen zur Aufnahme der Wälzkörper entsprechend und abwechselnd mit diesen angeordnet sind, so daß die beiden Ringe über den ganzen Umfang annähernd konstante Dicke aufweisen.

Zum Stande der Technik gehört ferner nach der DT-PS 8 46 804 ein Wälzlagerkäfig, insbesondere für Rollenlager, mit zwei kreisförmigen Seitenteilen von rechteckigem, U-förmigem oder ähnlichem versteiften Querschnitt und diese Seitenteile im Abstand voneinander haltenden, zwischen den Wälzkörpern quer hindurchlaufenden Verbindungsgliedern. Die Verbindungsglieder sind dabei aus Blech gefertigt, während die Seitenteile massive Körper sind, die aus vollem Werkstoff herausgearbeitet oder aus bildsamem Stoff in ihre Form gepreßt sind.

Die in den Außenseiten angebrachten Löcher dienen lediglich dazu. Schrauben oder Nieten zum Verbinden der beiden Ringe auszunehmen, sie entsprechen aber nicht der Grundidee der vorliegenden Erfindung, gemäß der durch die Ausnehmungen in besonderer Anordnung bezüglich der die Wälzkörper aufnehmenden Ausnehmungen besonders hohe Festigkeitseigenschaften erzielt werden können.

Die höhere Festigkeit läßt sich auch nicht durch eine Maßnahme erreichen, wie sie beispielsweise aus der DT-Gbm 17 58 433 bekanntgeworden ist. In dieser Druckschrift wird ein verstärkter Blechkäfig bzw. Stahlbandkäfig für Wälzlager beschrieben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß seine Blechdicke bzw. Banddikke so groß gewählt wird, daß mindestens die gleiche Festigkeit wie bei dem entsprechenden Massivkäfig erhalten wird. Es handelt sich also um einen Blech- oder Stahlbandkäfig, nicht aber um einen solchen, der aus Sintermetallringen zusammengesetzt ist.

Vorzugsweise sind die beiden Ringe identisch ausgebildet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Ausnehmungen vorteilhaft halbzylindrisch ausgebildet.

Einige der Ausnehmungen sind zweckmäßig mit Löchern zur Aufnahme von Nieten oder Stiften zur Verbindung der Ringe versehen.

Die Löcher in den Ausnehmungen können teilweise pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein, aber in weiterer Ausbildung der Erfindung auch teilweise eine kugelstumpfförmige Ausbildung allein oder zusätzlich dazu aufweisen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Kugellagers,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der F i g. 1,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Kugellagerkäfigs vor dem Einbau in das Kugellager nach Fig. 1,

Fig.4 und 5 Schnitt- bzw. Draufsichtdarstellungen eines Teilausschnittes des erfindungsgemäßen Kugellagerkäfigs und in

Fig.6 und 7 den Fig.4 und 5 entsprechende Ansichten, jedoch bei einer abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugellagerkäfigs.

Nach den Fig. 1 bis 5 enthält ein Kugellager einen Außenring 10 mit einer Laufringfläche 11 an seiner radial innenliegenden Oberfläche, einem zugeordneten Innenring 12 mit einer Laufringfläche 13 an seiner radial außenliegenden Oberfläche, eine Vielzahl von Lagerkugeln 14, im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht Lagerkugeln, und einen Lagerkäfig 15. Der Lagerkäfig 15 hält den gleichen Abstand der Lagerkugcln 14 über und zwischen den Laufringflächen 11 und 13 aufrecht und einen großen Antei' an Staub und Schmutz von den

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Lagerkugeln und Aufringflächen fern, während er Mangan 2,2 bis 2,6%

gleichzeitig das Schmiermittel festhält. Kohlenstoff 0,6 bis 0,9%

Der Lagerkäfig 15 besteht beim beschriebenen Eisen Rest bis zu insgesamt 100%

Ausführungsbeispiel aus zwei identischen Sintermetallringen 16, welche mit ihren axial innenliegenden 5 Das Gemisch wird in Gesenken mit einem Minimal-Flächen 17 in einer Ebene zusammentreffen, die druck von 3500 kg/cm² verdichtet, um eine minimale senkrecht zur Achse des Lagerkäfigs 15 und des gründe Dichte von 6,3 g/cm³ zu erzielen. Das Sintern gesamten Kugellagers verläuft und die Lagerkugeln 14 schließt sich bei annähernd 1150⁰C für die Dauer von halbierend schneidet. Die Ringe 16 werden durch vier etwa einer Stunde an.

Nieten 18, die auch als Schraubstifte od. dgl. ausgebildet io Man erkennt, daß die Ringe 16 auf diese Weise in

sein können, zusammengehalten. Die Nieten 18 einer Form hergestellt werden, die keine Nachbearbei-

bestehen vorzugsweise aus einem Stahl für Hochtempe- tung und keine Verarbeitungsstufen erforderlich macht,

raturbetrieb und verlaufen durch fluchtende Löcher 19 Der beschriebene Lagerkäfig hat sich als außeror-

in den Ringen 16. dentlich zufriedenstellend im Vergleich zu Lagerkäfigen

Die axial innenliegende Fläche 17 jedes Ringes 16 15 herausgestellt, die als gepreßte Stahlkäfige ausgebildet enthält acht halbzylindrische Ausnehmungen 20, die im sind. Die Lagerkäfige besitzen ausgezeichnete Vergleichen Abstand um den Ring mit radial verlaufenden schleißfestigkeitseigenschaften selbst unter den schwer-Achsen angeordnet sind, jede Ausnehmung 20 wirkt mit sten Betriebsbedingungen, beispielsweise in Fördersyeiner entsprechenden Ausnehmung 20 auf dem anderen Sternen, wo die Kugellager Lasten aufnehmen und sie Ring zusammen, so daß ein zylindrischer Lagerkäfig für 20 durch entfettende Bäder, Wärmebehandlungsöfen eine entsprechende Lagerkugel 14 entsteht. Die axial u.dgl. transportieren. Dies geht zum Teil auf die außenliegende Fläche 21 jedes Ringes 16 ist mit acht vergrößerte Materialstärke in den Käfigen zurück, was Ausnehmungen 22 zwischen den Ausnehmungen 20 in durch die Verwendung eines verdichteten Metalls ohne der Innenfläche 17 versehen. Beim wiedergegebenen wesentliche Vergrößerung des Gesamtgewichtes des Ausführungsbeispiel sind vier Löcher 19 im gleichen 25 Käfigs möglich wird, und zum Teil auch die Durchlässig-Winkelabstand auf den entsprechenden Ausnehmungen keit des Käfigmaterials, wodurch geringe, aber kritische 22 vorgesehen. Mengen an Schmiermittel im Käfigmaterial sowie

Nach den Fig.4 und 5 ist jedes Loch 19 durch den zwischen den Käfigteilen aufgenommen und gefangen-

kegelstumpfförmig abgesenkten Boden 23 geführt, so gehalten werden, so daß sich nicht nur der Verschleiß an

daß der Kopf jeder Niete 18 im Boden 23 versenkt ist. 30 den Wälzkörpern verringert, sondern auch ein korrosi-

Man erhält damit eine verbesserte Befestigung, welche ver Angriff auf das Käfigmaterial verhindert wird,

die Möglichkeit eines Bruches der Ringe 16 währenddes In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen

Vernietens und im Gebrauch stark herabsetzt. Darüber werden, daß selbstverständlich die Kugeln nur als

hinaus ermöglicht diese Anordnung eine Toleranz in der Beispiel gewählt sind und in gleicher Weise an die Stelle

notwendigen Länge der Niete 18. Beim gewählten 35 von Kugeln auch Rollen, Nadeln od. dgl. treten können.

Ausführungsbeispiel hat der Boden 23 eine quadratische Vom Erfinder durchgeführte vorhergehende Versu-

Grundfläche. ehe zur Erzeugung eines aus gepulvertem Metall

In den Fig.6 und 7 ist eine abgeänderte Ausfüh- bestehenden Käfigringes ergaben weniger zufrieden-

rungsform des Lagerkäfigs 15 wiedergegeben, bei dem stellende Ergebnisse im Vergleich zu dem beschriebe-

die Böden 23 am Ende jedes Loches 19 sich von der 40 nen Käfigteil. Der außergewöhnliche Erfolg des

Basis einer kegelstumpfförmigen Wandung 24 in die erfindungsgemäß ausgebildeten Ringes geht nicht

entsprechende Ausnehmung 22 öffnen. Die Verwen- zuletzt offenbar auf die Ausnehmungen zurück, die die

dung der kegelstumpfförmigen Wandung 24 vergrößert Wirkung haben, daß der Ring eine annähernd konstante

die annehmbare Toleranz in der Nietenlänge und Axialdicke aufweist und somit Beanspruchungskonzen-

reduziert die axiale Dicke des Ringes an dieser Stelle. 45 trationen an besonderen Stellen über den Ring

Die Ringe 16 bestehen aus verdichtetem und vermieden werden. Dies steht im Gegensatz zu einem

gesintertem pulverförmigen Metall, dessen Verarbei- Ring ohne entsprechende Ausnehmungen, wo Fehler an

tung nach üblichen pulvermetallurgischen Verfahren den Beanspruchungskonzentrationspunkten gegenüber

erfolgen kann. Beispielsweise kann man ein Pulverge- den die Kugeln od. dgl. aufnehmenden Ausnehmungen

misch mit folgender Zusammensetzung verwenden: 50 auftraten. Die Böden 23 und die Schrägwände 24 tragen

wesentlich zur Konstanz der axialen Dicke der Ringe

Nickel 1,2 bis 1,8% bei.

Kupfer 0,8 bis 1,2%

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerkäfig, bestehend aus zwei miteinander verbundenen Sintermetallringen, die an den einander zugewandten Flächen eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Wälzkörpern und an den voneinander abgewandten Flächen eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Verbindungselementen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (22) an den voneinander abgewandten Flächen mit konstantem Querschnitt den ganzen Ring (16) radial durchsetzen und ihrer Zahl nach den Ausnehmungen (20) zur Aufnahme der Wälzkörper (14) entsprechend und abwechselnd mit diesen angeordnet sind, so daß die beiden Ringe (16) über den ganzen Umfang annähernd konstante axiale Dicke aufweisen.

2. Lagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringe (16) identisch ausgebildet sind.

3. Lagerkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) halbzylindrisch ausgebildet sind.

4. Lagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Ausnehmungen (22) Löcher (19) zur Aufnahme von Nieten oder Stiften (18) zur Verbindung der Ringe (16) aufweisen.

5. Lagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (19) teilweise pyramidenstumpfförmig (23) ausgebildet sind.

6. Lagerkäfig nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (19) teilweise kegelstumpfförmig (24) ausgebildet sind.