DE1903578A1

DE1903578A1 - Kunststoffkaefig fuer Waelzlager

Info

Publication number: DE1903578A1
Application number: DE19691903578
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Egon Gallasch
Original assignee: MINIATURKUGELLAGER GmbH
Current assignee: MINIATURKUGELLAGER GmbH
Priority date: 1969-01-24
Filing date: 1969-01-24
Publication date: 1970-07-23

Description

Kunststoffkäfig für Wälzlager Die Erfindung betrifft einen Kunststoffkäfig für Wälzlager, insbesondere Rillenkugellager. Derartige Käfige werden in besonderen Fällen, insbesondere bei hohen und höchsten Drehzahlen, eingesetzt.
Durch Spritzen oder Pressen aus Kunststoff hergestellte Käfige sind bereits in vielen Ausführungen bekannt. Der Einsatz von einseitig offenen Kammkäfigen ist nur bis zu einer begrenzten Drehzahl möglich, da durch das Aufweiten infolge der Fliehkraft die Käfiglappen am Aussenring des Lagers anlaufen. Die Verwendung von geschlossenen Käfigen ist nur dann möglich, wenn entweder der Innenring des Lagers demontierbar ist oder der Käfig aus zwei oder mehreren Teilen besteht. Bei Verwendung von zwei- oder mehrteiligen Käfigen bereitet im Serienbau die Verbindung dieser Teile große Schwierigkeiten. Genietete, überlappte oder verschraubte Ausführungen der Verbindung der einzelnen Käfigteile bedingen, d der Käfig meist die schwächste Stelle des Lagers bildet.
Besondere Schwierigkeiten bereitet die Ausbildung des Käfigs in einer allen technischen Anforderungen genügenden und dem Serienbau zugänglichen Weise bei Miniaturkugellagern. Die bisher bekannten Kunststoffkammkäfige haben neben den oben aufgeführten Nachteilen den weiteren Nachteil, daß der Wälzkörper in einem Bereich geführt wird, der beim Drehen des Lagers während des Betriebes gleichzeitig.die Belastungszone der Wälzkörper ist. Insbesondere bei hochdrehenden Lagern ist dadurch die gleichmäßige Schmierung der Wälzkörper nicht gesichert.
Der Erfindung liegt unter Vermeidung der oben genannten Nachteile die Aufgabe zugrunde, einen in einfachster Weise im Spritzverfahren in der Massenproduktion herstellbaren Kunststoffkäfig für nicht demontierbare Wälzlager für höchste Drehzahlen zu schaffen, bei dem die Aufweitung der Käfiglappen unter Einwirkung der Fliehkraft vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kunststoffkäfig für Wälzlager, insbesondere Rimenkugellager, vorgeschlagen, der aus zwei sich in einer Normalebene zur Käfigachse berührenden ringartigen Kunststoffteilen besteht, die miteinander verschweisst sind.
Das Verschweissen der Kunststoffteile kann durch bekannte Schwrißverfahren für Kunststoffe erfolgen. Die Herstellung der Verbindung zwischen den Kunststoffteilen des Käfigs durch Schweissung ermöglicht die Serienfertigung auch von Käfigen für Miniaturlager.
In zweckmäßiger Ausbildung sind die Kunststoffteile mit einer Mehrzahl von in gleichen Abständen über den Umfang verteilten Aussparungen versehen, die sich mit Aussparungen des zweiten Kunststoffteiles zu die Wälzkörper ganz umschliessenden Käfigfenstern ergänzen. Bei Käfigen für Rxllenkugellager sind die Aussparungen erfindungsgemäss teilkreisförmig ausgebildet, Eine besonders zweckmässige Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Kunststoffteile einander gleich sind und im Bereich der zwischen den Aussparungen verbliebenen Stege verschweisst sind. Um eine genügende Schmierung der Wälzkörper zu gewährleisten, weisen erfindungsgemäss die Stege in der dem anderen Teil zugewandten Schweissfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende, ein Schmiermittelreservoir bildende Vertiefung auf. Eine besonders im Bereich der Miniaturkugellager aus Fertigungsgründen anzuwendende Ausbildung ist dadurch gegeben, daß die Stege mit dem anderen Teil verschweissbare, einen Schmiermittelsvalt zwischen den verschweissten Kunststoffteilen freilassende Erhebungen aufweisen. Bei zweckentsprechender Auslegung einer Anzahl von spitzen Erhebungen und durch Spaltregulierung beim Verschweissen der Käfighälften kann erfindungsgemäss in der Belastungsebene im Käfig ein sinter-ähnliches Gefüge Er die Ölaufnahme erzeugt werden.
Um die beiden Kunststoffteile in der Fertigung zu dem Kunststoffkäfig gleichmässig zentriert verbinden zu können, weisen die ringförmigen Kunststoffteile an ihrer den Aussparungen abgewandten, radialen Aussenfläche vorzugsweise symmetrisch über den Umfang verteilte Eingriffs vertiefungen für ein Zentrierwerkzeug auf, wobei in zweckmässiger Ausbildung die Eingriffsvertiefungen aus radialen Kerben bestehen.
Erfindungsgemäss haben zur Gewährleistung einer zirkulierenden Schmierung der hochbeanspruchten tragenden Stellen der Wälzkörper die aus den Aussparungen in den beiden Kunststoffteilen gebildeten Käfigfenster eine Form, die dem Wälzkörper durch Anliegen an die Fensterinnenwandung eine Führung ausserhalb der belasteten Wälzkörperumfangszone geben. Die Führung der Wälzkörper ausserhalb der belasteten Umfangs zone stellt sicher, daß das Abstreifen des Schmiermittels vom Wälzkerper in diesen besonders kritischen Zonen vermieden ist.
In zweckmässiger @eiterbildung der Erfindung für Rill@@kugdlager sind die zu dem Käfigfenster ergänzton teilkreisförmigen Aussparungen kleiner als halbkreisförmig, derart, daß etwa elliptische, mit ihrer grösseren Hauptachse in Laufrichtung der Kugeln liegende Käfigfenster entstehen. Dadurch wird den Kugeln eine F2hrung ausserhalb der belasteten Kugelumfangszone in zwei Punkten gegeben, die auf jeweils einem von Zwei symmetrisch zur Belastungszene liegenden Teilkreisen auf der Kugeloberfläche liegen, lie kleiner als der Äquatorkreis sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindudng werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen ist dargestellt in: Fig. 1 ein Willenkugellager l@ einer teilweise geschnittenen @eitenansicht; Fig. 2 eine willenkugellager gemäss Fig. 1, teilwaise axial geschnitten; Fig. 3 Ausschnitte zweier der @rfindung entsprechender kunststoffteile in dimetrischer Projektion; Fig. 4 die Teilansicht eines verschweisswten Kunststoffkäfiges mit Käfigfenster für ein kugellager; Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Teilansicht eines Käfigs für ein Rollenlager; Fig. 6 die Teilansicht eines erfindungsgemässen Kunststoffteiles in anderer Ausführung und in Fig. 7 eine geschnittene Teil-Seitenansicht des Kunststoffteiles gemäss Fig. 6.
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Rillenkugellagers besteht aus einem Aussenring 1, einem aus zwei einander gleichen Kunststoffteilen 2a und 2b zusammengeschweissten Käfig 2, Kugeln 3 und Innenring 4. Wie in Verbindung mit Fig. 3 näher ersichtlich, weisen die Kunststoifteile 2a bzw. 2b teilkreisförmige Aussparungen 8 zur Aufnchme der kugeln 3 auf, sowie zwischen den Aussparumgen @ verbliebene Stege 7, die in der dem anderen teil 2bh bzw. 2a zugewandten Schweissfläche in Umfangsrichtung ver-Taufen@@ Vertiefunglen 6 haben. Diese dienen zurAufnahme des Schmiermittels. Die Kunststoffteile 2a bzw. 2b haben an lar@@ @@@ussparunge@@ abgewandten radialen Aussenfläche Zontriermittel in Form von radialen Kerben 5, die sich vorzugsweise gleichmässig über den Umfang verteilen. Für die Montage werden die beiden Käfigteile 2a und 2b durch jeweils in ihre Kerben 5 eingreifende Zentrierwerkzeuge in Position gebracht und im Bereien der Stege 7 verschweisst. Dabei entstehe@ aus den teilkreisbogenförmigen Aussparungen 8 zur Aufnaihme der Kugeln 3 geschlossene Käfigfenster 9, die gemäss Fig. 4 die Kugel 3 an zwei Punkten A ausserhalb des belasteten Kugeläqueters führen.
Fig. @ zeigt sie Teilansicht zweier verschweisster Kunststoffteile 2a und 2b mit der Theoretischen Mittellage einer Kugel 3' (strienlierte Einien) und der an den Punkten A geführten kugel 3. In Fig. 5 ist eine entsprechende Darstellung für ein Rollenlager gegegen, bei dem der Käfig aus Kunststoffteilen 10 a und 10 b zusammengeschweisst ist, die Ausnehmungen aufweisen, die ein Käfigfenster 11 für die Relle 12 bilden, die in ihrer theoretischen Mittellage die etrichliert gescichnete Stellung 12' einnimmt und in den Bereichen B in der Gebrauchslage geführt wird.
In den Fig. 6 und 7 ist eine andere Ausführungsform der Kunststoffteile 2 a bzw. 2b gezeigt, die besonders im Bereich der Miniaturkugellager aus Fertigungsgründen anzuwenden ist. Hier werden auf den zwischen den Aussparungen o bestehonden Stegen 7 Erhöhungen 13 angespritzt, die beim Verschweissen einen das Schmiermittel aufnehmenden Spalt zwischen den verschweissten Teilen 2a und 2b erzeugen und gleichzeitig die Ausbildung eines Schweisswulstes vermeiden.
Ansprüche:

Claims

A n s p r ü c h e 1. Kunststoffkäfig für Wälzlager, insbesondere Miniaturkugellager, dadurch gekennzeichnet, dass er aus zwei sich in einer Normalebene zur Käfigachse berührenden ringartigen Kunststoffteilen (2a, b; loa, b) besteht, die miteinander verschweisst oder verklebt sind.
2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffteile (2a, b; loa, b) mit einer Mehrzahl von in gleichen Abständen über den Umfang verteilten Aussparungen (8) versehen sind, die sich mit Aussparungen (8) des zweiten Kunststoffteiles (2b, a; lob, a) zu die Wälzkörper(3, 12) ganz umschliessenden käfigfenstern (9, 11) ergänzen.
3. Käfig nach Anspruch 2 für Rillenkugellager, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (8) teilkreisförmig ausgebildet sind.
4. Käfig nach Anspruch 2 oder 3, dadurch- gekennzeichnet, dass die Kunststoffteile (2a, b; loa, b) einander gleich sind und im Bereich der zwischen den Aussparungen (8) verbliebenen Stege (7) verschweisst sind.
Käfig Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (7) in-der dem anderen Teil zugewandten Schweissfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende, ein Schmiermittelreservoir bildende Vertiefung (6) aufweisen.
6. Käfig nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7) mit dem anderen Teil verschweissbare, einen Schmiermittelspalt zwischen den verschweissten Kunststoffteilen freilassende Erhebungen (13) aufweisen.
7. Käfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von spitzen Erhebungen (13) derart auf den Stegen (7) angeordnet ist, daß beim Verschweiseen unter Einstellung des Spaltes ein sinter-ähnliches ölaufnehmendes Gefüge in der Belastungsebene im Käig entsteht.
8. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Kunststoffteile (2a, b; loa, b) an ihrer den Aussparungen (8) abgewandten, radialen AQussenfläche vorzugsweise symmetrisch über den Umfang verteilte Eingriffsvertiefungen (5) für ein Zentrierwerkzeug aufweisen.
9. Käfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsvertiefungen aus radialen Kerben (5) bestehen.
10. Kunststoffkäfig aus zwei miteinander verschweissten Teilen, insbesondere nach einem der Ansprüche l - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Aussparungen (8) in den beiden Kunststoffteilen gebildeten Käfigfenster (9, 11) eine Form haben, die dem Walzkörper (3, 12) durch Anliegen an die Fensterinnenwandung eine Führung ausserhalb der belasteten Wälzkörperumfangszone geben.
11. Kunststoffkäfig für Rillenkugellager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu dem Käfigfenster (9) ergänzten teilkreisförmigen Aussparungen (8) kleiner als halbkreisförmig sind, derart, dass etwa elliptische, mit ihrer grösseren Hauptachse in Laufrichtung der Kugeln (3) liegende Käfigfenster (9) entstehen.