DE202020102283U1

DE202020102283U1 - Axialwälzlager

Info

Publication number: DE202020102283U1
Application number: DE202020102283.0U
Authority: DE
Original assignee: Rollax GmbH and Co KG
Current assignee: Rollax GmbH and Co KG
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2030-04-25

Abstract

Axialwälzlager mit mehreren relativ zueinander drehbaren Käfigen (12, 14) zum Halten von Wälzkörpern (16), die in mehreren konzentrischen Kränzen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wälzkörper (16) in seinem Käfig (12, 14) in einer Öffnung gehalten ist, die durch zwei radiale Wände (18) sowie durch einen Innenrand (20) und einen Außenrand (22, 26) begrenzt wird, und dass der Außenrand (26) eines radial inneren Käfigs (14) und der Innenrand (20) eines sich radial nach außen anschließenden Käfigs (12) axial gegeneinander versetzt sind und einander in radialer Richtung überlappen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager mit mehreren relativ zu einander drehbaren Käfigen zum Halten von Wälzkörpern, die in mehreren konzentrischen Kränzen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Axialwälzlager dieser Art sind speziell für die Aufnahme von hohen Axialkräften ausgebildet und sind deshalb so gestaltet, dass die Laufringe durch die Wälzkörper auf einer großen radialen Länge abgestützt werden. Die mehreren konzentrischen Käfige, die jeweils einen Satz von Wälzkörpern halten, ermöglichen einen Ausgleich der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten zwischen den radial inneren und den radial äußeren Wälzkörpern.
In US 2015292553 A1 wird ein Axialwälzlager mit zwei Kränzen von Wälzkörpern beschrieben, bei denen die inneren Wälzkörper nur an ihrer in Radialrichtung des Lagers inneren Stirnseite durch einen ringförmigen inneren Käfig gehalten sind, während die äußeren Wälzkörper nur an ihrer äußeren Stirnseite durch einen äußeren Käfig gehalten sind. Das ermöglicht zwar eine kompakte Bauweise des Lagers, hat jedoch den Nachteil, dass die Drehachsen der einzelnen Wälzkörper relativ zu ihrem jeweiligen Käfig nur unzureichend fixiert sind, so dass es zu Störungen im Laufverhalten und zu erhöhter Reibung an den einander zugewandten Stirnseiten der inneren und äußeren Wälzkörper kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Axialwälzlager zu schaffen, das eine präzise Führung der einzelnen Wälzkörper ermöglicht und dennoch einen kompakten Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder Wälzkörper in seinem Käfig in einer Öffnung gehalten ist, die durch zwei radiale Wände sowie durch einen Innenrand und einen Außenrand begrenzt wird, und dass der Außenrand eines radial inneren Käfigs und der Innenrand eines sich radial nach außen anschließenden Käfigs axial gegeneinander versetzt sind und einander in radialer Richtung überlappen.
Bei einem erfindungsgemäßen Lager sind die beispielsweise als Rollen oder Nadeln ausgebildeten Wälzkörper sowohl am inneren Ende als auch am äußeren Ende stabil und sicher in der Käfigöffnung gehalten. Durch die radiale Überlappung der Käfigränder wird dennoch Bauraum in radialer Richtung eingespart und ein geringer radialer Abstand zwischen den inneren und äußeren Wälzkörpern ermöglicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Ausführungsform erstrecken sich die überlappenden Innen- und Außenränder der Käfige jeweils über die Hälfte der in Axialrichtung des Lagers gemessenen Höhe des Käfigs. Die inneren und äußeren Umfangsflächen der Käfigränder können dabei bündig sein, so dass beide Ränder gemeinsam die inneren Enden der äußeren Wälzkörper und die äußeren Enden der inneren Wälzkörper abstützen können und einen Abstandshalter bilden, der eine direkte Reibberührung der Stirnseiten der Wälzkörper verhindert.
Die radialen Wände der Käfige können in üblicher Weise so gestaltet sein, dass die Wälzkörper in Axialrichtung des Lagers formschlüssig, z.B. durch Hinterschneidungen in den Käfigtaschen, in ihrer jeweiligen Öffnung gehalten werden.
In einer Ausführungsform ist der äußerste der mehreren Käfige in axialer Richtung formschlüssig an einem Laufring des Lagers gehalten, und die einander überlappenden Ränder der Käfige sind so gestaltet, dass jeweils der Innenrand des äußeren Käfigs den Außenrand des inneren Käfigs auf der vom Laufring abgewandten Seite übergreift. Dadurch ist sichergestellt, dass sämtliche Käfige unverlierbar mit dem Laufring zusammengehalten werden, so dass das Lager als eine Einheit gehandhabt werden kann, ohne dass ein Gehäuse und ein zweiter Laufring zwingend erforderlich sind. Dieser als Transport- und Montagesicherung vorgesehene Verbund der Laufscheibe mit den Rollenkäfigen hat in axialer Richtung Spiel, sodass im montierten Zustand des Lagers der Formschluss aufgehoben ist und keine Reibung zwischen den Lagerkomponenten stattfindet. Die zweite Lauffläche für die Wälzkörper kann sich dann unmittelbar an einem Bauteil befinden, das durch das Lager abgestützt werden soll. Auf diese Weise kann auch in axialer Richtung Bauraum eingespart werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der äußerste Käfig mit dem zum Lager gehörenden Laufring verclipst.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Axialwälzlagers;
2 einen radialen Schnitt längs der Linie II-II in 1;
3 einen axialen Schnitt durch einen äußeren Käfig des Lagers, entsprechend der Linie III-III in 1; und
4 einen radialen Schnitt durch einen inneren Käfig des Lages, entsprechend der Linie IV-IV in 1.

Das in 1 gezeigte Axialwälzlager 10 weist einen insgesamt als Ringscheibe ausgebildete äußeren Käfig 12 und einen gleichfalls als Ringscheibe ausgebildeten inneren Käfig 14 auf. Beide Ringscheiben haben die gleiche Dicke und liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die Käfige 12, 14 können beispielsweise im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt sein.
Der äußere Käfig 12 weist einen Kranz von Öffnungen auf, in die jeweils ein Wälzkörper 16 eingesetzt ist, der in diesem Beispiel eine zylindrische Form hat. Jede Öffnung wird begrenzt durch zwei radiale Wände 18, einen Innenrand 20 und einen Außenrand 22 des Käfigs. Die radialen Wände 18 haben eine nachaußen zunehmende Breite und bilden jeweils auf einer Seite eine leicht konkave Wand der Öffnung und weisen auf der gegenüberliegenden Seite eine in die Öffnung vorspringende Haltenase 24 auf, die es erlaubt, den Wälzkörper 16 durch Verclipsung in seiner Käfigöffnung zu halten.
Der innere Käfig 14 hat im Prinzip den gleichen Aufbau auf wie der äußere Käfig 12, weist jedoch einen Außenrand 26 auf, der sich relativ zu dem Innenrand 20 des äußeren Käfigs 12 in einer axial versetzten Position befindet und in radialer Richtung mit diesem Innenrand 20 überlappt. In 1 ist deshalb der Außenrand 26 des inneren Käfigs größtenteils durch den Innenrand 20 des äußeren Käfigs verdeckt. Die Wälzkörper 16 des inneren Käfigs 14 werden an ihrem äußeren Ende jeweils nur auf der Hälfte ihres Querschnitts durch den Außenrand 26 des Käfigs 14 abgestützt, während sie sich auf der anderen (in 1 sichtbaren) Hälfte des Querschnitts am Innenrand 20 des äußeren Käfigs 12 abstützen. Umgekehrt stützt der Innenrand 20 des äußeren Käfigs 12 die inneren Enden der Wälzkörper des äußeren Käfigs nur auf der Hälfte ihres Querschnitts ab, während die Abstützung auf der anderen Hälfte des Querschnitts durch den Außenrand 26 des inneren Käfigs 26 übernommen wird.
Die Anordnung der Öffnungen für die Wälzkörper 16 im inneren Käfig 14 ist unabhängig von der Anordnung der Öffnungen im äußeren Käfig 12, so dass die Flächendichte der Wälzkörper maximiert werden kann und entsprechend hohe Axialkräfte aufgenommen werden können. Im gezeigten Beispiel nimmt der äußere Käfig 12 siebzehn Wälzkörper auf, während der innere Käfig 14 zehn Wälzkörper aufnimmt, die in Umfangsrichtung etwa die gleichen Abstände zueinander haben wie die Abstände der Wälzkörper im äußeren Käfig.
In der Schnittdarstellung in 2 ist zu erkennen, dass der Innenrand 20 des äußeren Käfigs 12 und der Außenrand 26 des inneren Käfigs 14 sich jeweils nur über die halbe Käfighöhe erstrecken und dass ihre Stirnflächen einander mit geringem Spiel gegenüberliegen.
Der Außenrand 22 des äußeren Käfigs 12 bildet auf der Seite, die der Seite des Innenrades 20 entgegengesetzt ist, einen zylindrischen Vorsprung 28 mit einem Ringwulst, an dem ein aus Metall bestehender, am äußeren Umfangsrand abgefaster Laufring 30 eingeclipst ist. Der äußere Käfig 12 und der Laufring 30 werden auf diese Weise formschlüssig zusammengehalten. Da der äußere Käfig 12 mit seinem Innenrand 20 den Außenrand 26 des inneren Käfigs 14 übergreift, wird auch der innere Käfig 14 formschlüssig in seiner Position relativ zu dem Laufring 30 gehalten. Sämtliche Teile des Lagers werden somit unverlierbar zusammengehalten, ohne dass es eines Gehäuses auf der dem Laufring 30 entgegengesetzten Seite bedarf. Das Axialwälzlager 10 lässt sich so an einem der zu lagernden Bauteile (nicht gezeigt) montieren, das dieses Bauteil unmittelbar die Lauffläche für die Wälzkörper 16 auf der dem Laufring 30 entgegengesetzten Seite bildet.
In 3 ist die Querschnittsform des äußeren Laufrings 12 im Bereich einer der radialen Wände 18 zu erkennen, während 4 den Querschnitt des inneren Käfigs 14 im Bereich der radialen Wände zeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2015292553 A1 [0003]

Claims

Axialwälzlager mit mehreren relativ zueinander drehbaren Käfigen (12, 14) zum Halten von Wälzkörpern (16), die in mehreren konzentrischen Kränzen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wälzkörper (16) in seinem Käfig (12, 14) in einer Öffnung gehalten ist, die durch zwei radiale Wände (18) sowie durch einen Innenrand (20) und einen Außenrand (22, 26) begrenzt wird, und dass der Außenrand (26) eines radial inneren Käfigs (14) und der Innenrand (20) eines sich radial nach außen anschließenden Käfigs (12) axial gegeneinander versetzt sind und einander in radialer Richtung überlappen.
Axialwälzlager nach Anspruch 1, mit genau zwei konzentrischen Käfigen (12, 14).
Axialwälzlager nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Käfige (12, 14) aus Kunststoff hergestellt sind.
Axialwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der äußerste (12) der Käfige (12, 14) an einem Laufring (30) des Lagers gehalten ist.
Axialwälzlager nach Anspruch 4, bei dem der Laufring (30) mit dem Käfig (12) mit einem geringen axialen Spiel verclipst ist.
Axialwälzlager nach Anspruch 4 oder 5, bei dem jeweils der Innenrand (20) des äußeren Käfigs (12) den Außenrand (26) des inneren Käfigs (14) auf der Seite übergreift, die der Seite des Laufrings (30) entgegengesetzt ist.
Axialwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Innenrand (20) des äußeren Käfigs (12) eine Führungsfläche für die Enden der Wälzkörper (16) des inneren Käfigs (14) bildet.
Axialwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Außenrand (26) des inneren Käfigs (14) eine Führungsfläche für die Enden der Wälzkörper (16) des äußeren Käfigs (12) bildet.