DE202008011753U1

DE202008011753U1 - Drahtkäfig zum Halten einer Kugelreihe in einem Kugellager

Info

Publication number: DE202008011753U1
Application number: DE202008011753U
Authority: DE
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2018-09-04

Abstract

Drahtkäfig mit einer Mehrzahl von U-förmigen Haltebügeln (14) zum Halten von Kugeln (10) einer Kugelreihe (12) in einem Kugellager, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Haltebügel (14) jeweils zwei zu einer Kreissegmentform gebogene Schenkel (16, 18) umfassen, wobei diese zwei Schenkel (16, 18) zur Anlage an unterschiedlichen, benachbarten Kugeln (10) ausgelegt sind.

Description

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.
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.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Drahtkäfig eines Kugellagers zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch einen Drahtkäfig nach dem Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Drahtkäfig mit einer Mehrzahl von U-förmigen Haltebügeln zum Halten von Kugeln einer Kugelreihe in einem Kugellager.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Es zeigen:
1 einen Drahtkäfig mit einer Kugelreihe in einer axialen Draufsicht,
2 einen Ausschnitt des Drahtkäfigs aus 1,
3 eine Drahtstruktur zur Herstellung eines Drahtkäfigs gemäß den 1 und 2, und
4 den Drahtkäfig aus 3 mit zwei eingesetzten Kugeln.
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.
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.
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.
Der Abstand der Schenkel 16, 18 des Haltebügels 14 beträgt weniger als eine Hälfte des Abstands zwischen den zwei Haltebügeln 14.
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.
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.
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.
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.
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.

10: Kugel
12: Kugelreihe
14: Haltebügel
16: Schenkel
18: Schenkel
20: Mittelachse
22: Verbindungsstück
24: Drahtstruktur

Claims

Drahtkäfig mit einer Mehrzahl von U-förmigen Haltebügeln (14) zum Halten von Kugeln (10) einer Kugelreihe (12) in einem Kugellager, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Haltebügel (14) jeweils zwei zu einer Kreissegmentform gebogene Schenkel (16, 18) umfassen, wobei diese zwei Schenkel (16, 18) zur Anlage an unterschiedlichen, benachbarten Kugeln (10) ausgelegt sind.
Drahtkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse der Kreissegmentform der Schenkel (16, 18) tangential zu der Kugelreihe (12) verläuft.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (16, 18) der U-förmigen Haltebügel (14) in einer eine Mittelachse (20) der Kugelreihe (12) beinhaltenden Ebene verlaufen.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schenkel (16, 18) der U-förmigen Haltebügel (14) in einer gemeinsamen Torusoberfläche liegen, wobei die Schenkel (16, 18) jeweils einen Teil eines Randes einer radialen Schnittfläche eines die Torusoberfläche bildenden Torus bilden.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Haltebügel (14) größer als ein Kreisdurchmesser der Kreissegmentform der gebogenen Schenkel (16, 18) ist.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Haltebügel (14) zumindest im Wesentlichen einem Durchmesser der zu haltenden Kugeln (10) entspricht.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Schenkel (16, 18) eines Haltebügels (14) weniger als eine Hälfte eines Abstands zwischen zwei Haltebügeln (14) beträgt.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsstück (22), das zwei Schenkel (16, 18) benachbarter U-förmiger Haltebügel (14) verbindet, radial innerhalb der Kugelreihe (12) angeordnet ist.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (16, 18) zumindest im Wesentlichen rechtwinklig von einem Verbindungsstück (22) abgewinkelt sind, das zwei Schenkel (16, 18) benachbarter U-förmiger Haltebügel (14) verbindet.
Drahtkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkäfig aus einem einzigen Draht hergestellt ist, dessen erstes Ende mit seinem zweiten Ende verbunden ist.