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Die
Erfindung geht aus von einem Drahtkäfig mit einer Mehrzahl von
U-förmigen
Haltebügeln
zum Halten von Kugeln einer Kugelreihe in einem Kugellager nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Drahtkäfige mit einer Mehrzahl von
U-förmigen
Haltebügeln
zum Halten von Wälzkörpern, insbesondere
von Zylinderrollen, bekannt. Die U-förmigen Haltebügel umfassen zwei
parallele, geradlinige Schenkel, die axial zu einer Rotationsachse
der zu haltenden Zylinderrolle ausgerichtet sind. Ferner ist es
bekannt, kreissegmentförmig
gebogene Drahtlaschen zum Halten von Kugeln bereitzustellen und/oder
Schleifen zum Gewährleisten
eines Abstands zwischen zwei Kugeln in einem Zwischenraum zwischen
zwei Kugeln einzuführen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Drahtkäfig eines
Kugellagers zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird durch einen Drahtkäfig nach
dem Schutzanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung geht aus von einem Drahtkäfig mit einer Mehrzahl von
U-förmigen
Haltebügeln
zum Halten von Kugeln einer Kugelreihe in einem Kugellager.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die U-förmigen Haltebügel jeweils
zwei zu einer Kreissegmentform gebogene Schenkel umfassen, wobei
diese zwei Schenkel zur Anlage an unterschiedlichen, benachbarten
Kugeln ausgelegt sind.
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Die
U-förmigen
Haltebügel
sind daher zum Einbringen in einen Zwischenraum zwischen zwei Kugeln
ausgelegt. Der U-förmige
Haltebügel
wirkt als federndes Element zwischen den Kugeln, so dass die elastischen
Eigenschaften des Drahtkäfigs
gegenüber
bekannten Drahtkäfigen
deutlich verbessert werden. Die federnde Wirkung der U-förmigen Haltebügel schlägt sich
zudem positiv auf die Lebensdauer des Drahtkäfigs nieder, da der Drahtkäfig die
Rollen oder Kugeln beim Anlauf abfangen kann. Übergänge in Lastzonen können weicher
ausgestaltet werden und ein Verschleiß kann insbesondere im dynamischen
Bereich mit schnell und häufig
wechselnden Lasten verringert werden.
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Die
kreissegmentförmigen
Schenkel sind besonders vorteilhaft so ausgerichtet, dass eine Mittelachse
der Kreissegmentform tangential zu der Kugelreihe verläuft. Als
Kugelreihe soll in diesem Zusammenhang ein Kreis bezeichnet werden,
der alle Mittelpunkte der von dem Drahtkäfig gehaltenen Kugeln im montierten
Zustand verbindet. Auf diesem Kreis liegen auch die Mittelpunkte
der Kreissegmentformen der Schenkel der Haltebügel.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Schenkel der U-förmigen Haltebügel in einer
bezogen auf eine Mittelachse der Kugelreihe radial ausgerichteten Ebene
verlaufen. Als Mittelachse der Kugelreihe soll in diesem Zusammenhang
eine senkrecht zu der Ebene der Kugelreihe verlaufende Rotationssymmetrieachse
bezeichnet werden. Ein kompakt bauender Drahtkäfig kann erreicht werden, wenn
zumindest die Schenkel der U-förmigen
Haltebügel
in einer gemeinsamen Torusoberfläche
liegen, wobei die Schenkel jeweils einen Teil eines Randes einer
radialen Schnittfläche
eines die Torusoberfläche
bildenden Torus bilden. Ein Abstand der Haltebügel ist vorteilhaft größer als
ein Kreisdurchmesser der Kreissegmentform der gebogenen Schenkel.
Da der Abstand der Haltebügel
wenigstens so groß wie
ein Durchmesser der Kugeln sein muss, wird durch diesen Abstand
der Haltebügel
eine Berührung
der Kugeln zumindest im kraftfreien Zustand verhindert. Ein großer Spalt
zwischen zwei Kugeln kann vermieden werden, wenn ein Abstand der
Haltebügel
zumindest im Wesentlichen einem Durchmesser der zu haltenden Kugeln
entspricht.
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Ein
Abstand der Schenkel beträgt
vorteilhaft weniger als eine Hälfte
eines Abstands zwischen zwei Haltebügeln. Dadurch kann ein von
den Haltebügeln
beanspruchter Bauraum gering gehalten werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Verbindungsstück, das
zwei Schenkel benachbarter U-förmiger
Haltebügel
verbindet, radial innerhalb der Kugelreihe angeordnet ist. Der Drahtkäfig wird
dadurch an seinem radialen Außenumfang
elastisch, während
die Verbindungsstücke
den Drahtkäfig
an dem radialen Innenumfang versteifen. Dadurch können die
dynamischen Eigenschaften des Drahtkäfigs verbessert werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Schenkel zumindest im Wesentlichen
rechtwinklig von dem Verbindungsstück abgewinkelt sind, das zwei
Schenkel benachbarter U-förmiger
Haltebügel
verbindet. In dem abgewinkelten Bereich kann eine zusätzliche Elastizität gewährleistet
werden, die die Flexibilität des
Drahtkäfigs
weiter verbessert.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Drahtstruktur zum Herstellen
eines Drahtkäfigs der
oben beschriebenen Art, die aus einem Endlosdraht hergestellt ist
und in periodischen Abständen U-förmige Haltebügel der
oben beschriebenen Art umfasst. Eine solche Drahtstruktur hat große Ähnlichkeit
mit Drähten,
die zum Binden von Ringbüchern
in einer sogenannten Spiralbindung verwendet werden.
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Das
Drahtmaterial des Drahtkäfigs
bzw. der Drahtstruktur kann in besonders vorteilhaften Ausgestaltungen
beschichtet sein, um die Gleiteigenschaften zu verbessern. Die Kugeln
können
beim Herstellen der Drahtstruktur zwischen je zwei Haltebügeln eingeklemmt
werden oder nachträglich
in den elastischen Drahtkäfig
eingesetzt werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass der Drahtkäfig aus einem einzigen Draht
hergestellt ist, der an seinen beiden Enden verschweißt oder
verlötet
ist. Alternativ kann der Drahtkäfig
ein Verbindungsmittel umfassen, durch welches die beiden Enden des Drahtes
miteinander verbunden werden. Diese Verbindung kann beispielsweise
eine Formschlussverbindung sein. Insbesondere können die beiden Drahtenden
miteinander verhakt werden. Dazu können die Drahtenden beispielsweise
mit Ösen
und/oder Haken ausgestattet sein.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, 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.
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Es
zeigen:
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1 einen
Drahtkäfig
mit einer Kugelreihe in einer axialen Draufsicht,
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2 einen
Ausschnitt des Drahtkäfigs
aus 1,
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3 eine
Drahtstruktur zur Herstellung eines Drahtkäfigs gemäß den 1 und 2,
und
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4 den
Drahtkäfig
aus 3 mit zwei eingesetzten Kugeln.
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1 zeigt
einen Drahtkäfig
mit einer Mehrzahl von Kugeln 10, die in einer Kugelreihe 12 angeordnet
sind. Die Kugelreihe 12 ist durch einen Kreis definiert,
der die Mittelpunkte der Kugeln 10 verbindet. Jeweils zwischen
zwei Kugeln 10 ist ein Haltebügel 14 des Drahtkäfigs angeordnet,
der U-förmig
ausgebildet ist und der zwei Schenkel 16, 18 umfasst. Jeder
der Schenkel 16, 18 ist zu einer Kreissegmentform
gebogen. Die beiden Schenkel 16, 18 eines Haltebügels 14 sind
zur Anlage an unterschiedlichen, benachbarten Kugeln 10 ausgelegt.
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Die
Schenkel 16, 18 jedes der U-förmigen Haltebügel 14 liegen
in einer gemeinsamen Torusoberfläche,
wobei die Schenkel 16, 18 jeweils einen Teil eines
Randes einer radialen Schnittfläche
eines die Torusoberfläche
bildenden Torus darstellen. Demnach verläuft die Mittelachse der Kreissegmentform
der Schenkel 16, 18 jeweils tangential zu der Kugelreihe 12,
die eine Mittellinie des Innenraums des Torus definiert. Bezogen
auf eine senkrecht zu der von der Kugelreihe 12 aufgespannten
Ebene verlaufende Mittelachse 20 verlaufen die Schenkel 16, 18 der
U-förmigen
Haltebügel 14 in
einer die Mittelachse 20 beinhaltenden Ebene.
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Ein
Kreisdurchmesser der zu der Kreissegmentform gebogenen Schenkel 16, 18 beträgt etwa 80%
eines Durchmessers der Kugeln 10 und ist damit kleiner
als ein Abstand der Haltebügel 14,
wobei der Abstand der Haltebügel 14 zwischen
den Mittelpunkten der Kreissegmentformen der sich entsprechenden
Schenkel 16 bzw. 18 gemessen wird. Dieser Abstand
der Haltebügel
entspricht zumindest im Wesentlichen einem Durchmesser der zu haltenden
Kugeln, so dass im kraftfreien Zustand zwischen zwei Kugeln allenfalls
ein geringer Abstand von maximal 10% des Kugeldurchmessers besteht.
Es ist ferner denkbar, dass die Abstände so ausgelegt sind, dass sich
die Kugeln berühren
und/oder dass die Kugeln einen größeren Abstand, beispielsweise
von 20% des Kugeldurchmessers haben.
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Der
Abstand der Schenkel 16, 18 des Haltebügels 14 beträgt weniger
als eine Hälfte
des Abstands zwischen den zwei Haltebügeln 14.
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2 zeigt
einen Ausschnitt des Drahtkäfigs mit
den Kugeln 10 und den Haltebügeln 14 in einer perspektivischen
Ansicht. Die Haltebügel 14 bzw.
die Schenkel 16, 18 sind zu einer Kreissegmentform
gebogen, die wenigstens 75% eines Kreisumfangs überdeckt. Die Haltebügel 14 sind
im montierten Zustand der Kugelreihe 12 so ausgerichtet,
dass sich die Kreissegmente nach radial innen öffnen. Damit liegen die Verbindungsstücke 22 radial
innen.
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Ferner
ist in 2 und 3 erkennbar, dass die Schenkel 16, 18 im
Wesentlichen rechtwinklig von den Verbindungsstücken 22 abgewinkelt
sind. Der Draht zur Herstellung des Drahtkäfigs ist jedoch an keiner Stelle
scharf geknickt, sondern stets mit einem gewissen Radius gebogen,
um eine Materialermüdung
und Bruchstellen zu vermeiden.
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3 zeigt
eine Drahtstruktur 24 zur Herstellung eines Drahtkäfigs der
oben beschriebenen Art. Die Drahtstruktur umfasst mehrere periodisch
angeordnete Haltebügel 14 mit
zwei parallel verlaufenden Schenkeln und kann zu einem Kreis bzw.
Torus zusammengebogen werden. Nach dem Zusammenbiegen können die
Enden der Drahtstruktur 24 verschweißt oder verlötet werden
bzw. miteinander verhakt werden.
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Die
Drahtstruktur gemäß 3 hat
große Ähnlichkeit
mit Drahtstrukturen zur Herstellung von Ringbindungen, so dass zur
Herstellung der Drahtstruktur auf bekannte Techniken zur Herstellung
solcher Drahtstrukturen für
Ringbindungen zurückgegriffen
werden kann.
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5 zeigt zwei Kugeln 10, die jeweils
in eine Tasche eingesetzt sind, die in einem Zwischenraum zwischen
zweien der U-förmigen
Haltebügel 14 entsteht.
Die Kugeln 10 können
vor dem Schließen des
Drahtkäfigs
zu einer Kreisform oder danach in den Drahtkäfig eingesetzt werden.
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- 10
- Kugel
- 12
- Kugelreihe
- 14
- Haltebügel
- 16
- Schenkel
- 18
- Schenkel
- 20
- Mittelachse
- 22
- Verbindungsstück
- 24
- Drahtstruktur