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Rollenkäfig für Losradlagerungen Die Erfinaung bezieht sich auf Rollenkäfige
für Losradlagerungen, beziehungsweise allgemein für auf einer Welle wahlweise frei
umlaufend : oder mit der Welle kuppelbare Bauteile. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf einen aus dünnwandigem Blech oder Rohr bestehenden, längs einer Mantellinie
ynit einer Trennfuge versehenen Nadelkäfig mit die Wälzkörper einzeln aufnehmenden
Taschen, deren profilierte Trennstege teils innerhalb teils außerhalb des Rollenteilkreises
liegende Abschnitte zur Führung und Halterung der Wälzkörper aufweisen.
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Es ist bekannt, da3 ein mit einer Trennfuge versehener, nach auswärts
federnder Käfig die bei Losradlagerungen auftretende Riffelbildung an den Wälzkörperlaufbahnen
verhütet (DP 1 040 852). iese Riffelbildung ist darauf zurückzuführen, daß die Wälzkörper
in gekuppeltem Betriebszustand von Welle und Zahnrad keine Drehung um ihre eigene
Achse ausführen, sondern gemeinsam mit dem Zahnrad um die Achse der Welle umlaufen.
Unter dem Einfluß einer von außen auf das Zahnrad wirkenden Kraft kommt es dabei
im Bereich der !ewoi-ligen Brührungsfläche zwischen Wälzkörper und Laufbahn zu linearen
Pressungen, die Schließlich zur @iffelbildung führen. Bei Verwendung eines mit einer
Trennfuge versehenen elastischen Käfigs führt dieser fortschreitend kleine Bewegungen
um seine Achse aus,
wodurch bei aufeinanderfolgenden Umläufen immer
wieder andere Berührungsstellen von Wälzkirpern und Laufbahnen beansprucht werden.
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Als nachteilig hat sich erwiesen, daß die fi;r Losradlagerungen verwendeten
Profil-Nadelkäfige eine verhältnismäßig groß Steifigkeit und eine entsprechend steile
Federcharakteristik aufweisen, sowie, daß die nach außen federnden Käfigabsehnitte
in die Wälzkörperlaufbahnen hineinragen. Dadurch entsteht im Laufbahubereich erhöhter
Verschleiß, durch den das verlangte kleine Lagerspiel vergrößert und die Tragfähigkeit
der Lagerung herabgesetzt wird. Die steile Federcharakteristik ergibt sich bei den
verwendeten Stahlprofilkäfigen aufgrund der sich radial, also hochkant erstreckenden
Käfigseitenringe, die an sich bei derartigen Nadelkäfigen üblich und erwünscht sind,
um dem aus dünnwandigem Material bestehenden Käfig eine ausreichende tablität und
Steifigkeit zu geben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenkäfig, insbesondem
einen Nadelkäfig für Losradlagerungen zu schaffen, der die aufgezeigten Mängel nicht
aufweist, der also eine flache Federcharakteristik besitzt und keine die Wälzkörperlaufbahnen
berührenden Flächen.
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Eine einfache Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin,
daß bei einem dünnwandigen Käfig mit die Wälzkörper einzeln aufnehmenden Taschen,
deren profilierte Trennstege teils innerhalb teils außerhalb des Rollenteilkreises
liegende
Abschnitte aufweisen, auch die außerhalb des Rollenteilkreises liegenden Trennstegabschnitte
noch soweit innerhalb des Rollenhüllkreises liegen, daß sie die Wälzkörperlaufbahn
in keiner Phase des Käfigumlaufes berühren, und daß die Käfigseitenringe, welche
die Trennstege an ihren Enden untereinander verbinden, sich axial erstrecken und
mantelseitig über den ollnhllkreis ausfedern, also bei eingebautem Käfig mit Vorspannung
an der Bohrungswand des Losrades anliegen.
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Weitere vorteilhafte tsrfindungsmerkmale sind in den Ansprüchen und
in der folgenden Reschreibung, die auf in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele
Bezug nimmt, enthalten.
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In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Längsschnitt einer Losradlagerung
mit einem einreihigen Profil-Nadelkäfig; Fig. 2 ein Teil-Langsschnitt einer entsprechenden
Lagerstelle mit einem zweireihigen Profil-Nadelkäfig; Fig. 3 ein Schnitt nach der
Linie III - III in Fig. 2; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines zweireihigen
Profil-Nadelkäfigs im Längsschnitt und Fig. 5 eine Seitenansicht des Käfigs nach
Fig. 4 In Fig. 1 ist eine bekannte Losradlagerung mit einem auf einer Welle 1 gelagerten
Zahnrad 2 dargestellt.
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bin zwischen der Welle 1 und dem Zahnrad 2 angeordneter Nadelkäfig
3 fiihrt und hält die Wälzkörper 4
einzeln in der Wäizkörperform
entsprechenden Räfigtaschen. ür den stirnseitigen Anlauf des Zahnrades 2 weist die
Welle 1 einen festen Bund 5 und eine aufgosetzte, durch einen Sprengring 6 gesicherte
Anlaufscheibe 7 auf. flas mit einem nicht dargestellten, auf einer Nebenwelle angeordnetem
Zahnrad in Eingriff stehende, auf der Welle 1 frei umlaufende Zahnrad 2 kann über
ein auf der Welle 1 verschiebbar angeordnetes, nicht dargestelltes Kupplungsteil,
das in die Kupplungsverzahnung 2' des Zahnrades 2 eingreift, zur iJbertragung eines
Drehmomentes starr mit der Welle 1 verbunden werden. In diesem Fall laufen die Welle
1, der Nadelkäfig 7 mit den Wälzkörpern 4 und das Zahnrad 2 als Ganzes gemeinsam
um. Dabei führen die jeweils belasteten Wälzkörper 4 in Abhängigkeit vom Radialspiel
der Lagerung kleine Abwälzbewegungen aus, die den Nadelkäfig 3 langsam fortschreitend
entgegen der Umlaufrichtung von Welle und Zahnrad bewegen. Durch den Nadelkäfig
3 werden auch die Wälzkörper 4 gegenber der Laufbahn stetig weiterbewegt, so daß
die Berührungsstellen vdn Wälzkörpern und Laufbahnen ständig wechseln.
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Der Käfig 3 ist ein aus diinnem Blech oder Rohr gefertigter, profilierter
und mit einer längs einer Mantellinie verlaufenden Trennfuge versehener Nadelkäfig,
dessen die Jälzkörpertaschen in Umfangsrichtung begrenzenden Trennstege einen innerhalb
des Rollenteilkreises liegenden Abschnitt 31 und zwei außerhalb des Rollenteilkreises
liegende Abschnitte 32 aufweisen, die in bekannter Weise zur Führung sowie bohrungs-
und mantelseitigen Halterung
der Wälzkörper 4 ausgebildet sind.
Die Trennstege sind an ihren beiden lenden durch Seitenringe 33 verbunden, welche
die Taschen axial begrenzen.
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Die außerhalb des Rollenteilkreises liegenden Stegabschnitte 32 sind
erfindungsgemäß gegeniiber dem lkollenhilllkreis Ith - der Rollenhüllkreis ist eine
gedachte Kreislinie, die der Wälzkörperlaufbahn im Zahnrad 2 entspricht - soweit
nach. innen abgesetzt, daß sie die Wälzkörperlaufbahn im Zahnrad 2 in keiner Phase
des Kafigumlaufes berührten können.
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Dagegen sind die Käfigseitenringe 33, die sich erfindungsgemäß in
axialer Richtung erstrecken - also nicht wie sonst üblich in radialer Richtung -soweit
nach außen verlegt, daß sie an der neben der Wälzkörperlaufbahn befindlichen Bohrungswand
des Zahnrades 2 schleifend unter Vorspannung anliegen.
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Durch die vorgesehene Trennfuge federn die Seitenringe 33 in den der
Trennfuge benachbarten Bereichen etwas nach außen, so daß sie bei eingebautem Käfig
nach innen gedrängt werden, also mit einer gewissen Vorspannung an der besagten
Bohrungswand anliegen.
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Tm Bereich der Wälzkörperlaufbahnen findet somit keine gleitende Reibung
zwischen Käfig und Bohrungswand statt, ein erhöhter Verschleiß, wie bei den seither
für Losradlagerungen verwendeten Nadel-Profilkäfigen mit Trennfuge, tritt somit
nicht ein.
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In Fig. 2 und 3 ist ein dem Käfig 3 in Fig. 1 entsprechender zweireihiger
Nadelkäfig 8 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Bei diesem Käfig sind die beiden
Seitenringe 83 und der zwischen den beiden Wälzkörperreihen befindliche Nittelring
84 zur Anlage an der Bohrungswand eines auf einer
Welle gelagerten
Bauteiles nach außen verlegt.
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Gegebenenfalls genügen auch bereits die beiden Seitenringe 7 un zu
verhindern, daß der Käfig sich nach einer ihm erteilten Umlaufbewegung wieder in
die alte Stellung zurückbewegt.
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In diesem Fall könnte der Nittelring 84 zum Teilkreis hin verlagert
werden, also z.B. in der gleichen Höhe wie die außerhalb des Rollenteilkreises liegenden
Trennstegabschnitte verlaufen.
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Eine weitere Ausführungsform erfindungsgemäßer Xollenk.ifige ist in
den Fig. 4 und 5 in Form eines zweireihigen Nadelkäfigs 9 veranschaulicht.
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Bei diesem Käfig liegen die beiden Seitenringe 93 und der Mittelring
94 des vorzugsweise aus Blech gestanzten und zur Ringform gebogenen Käfigs innerhalb
des Rollenteilkreises, in direkter Verlängerung der innenliegenden Trennstegabschnitte
91. Um bei dieser Käfigausbildung den verlangten Effekt zu erreichen, sind auf die
beiden Seitenringe 93 und den Mittelring 94 mit einer Trennfuge versehene Ringe
95 und 96 angebracht, deren Mantelflächen an der Bohrungswand des auf den Wälzkörpern
gelagerten Bauteiles anliegen. Die Ringe 95 und 96 aus Kunststoff oder einem anderen
geeigneten Material sind somit Bestandteile der Käfigseitenringe 93 bzw. des Mittelringes
94. Milch bei dieser Ausführung kann es gegebenenfalls endigen, wenn nur auf die
beiden Seitenringe 93 zusätzliche Ringe 95 angebracht sind, die mit nach innen gerichteten
Vorsprüngen 95' in die Käfigtaschen eingreifen, wodurch der Ring 95 gegen Wandern
in Umlaufrichtung und gegen axiale Verschiebung ausreichend gesichert ist. Anstelle
der
vorbeschriebenen Ringe 95 bzw. 96 können auch segmentförmige
Körper auf den Seitenringen und dem Mittelring angebracht sein, um den erforderlichen
Bremseffekt zu erreichen. Ebenso wäre es auch möglich, aus den Seitenringen und
dem Mittelring an einigen Stellen buckelförmige oder ahnlich geformte Vorsprünge
herauszudrücken, so daß nur diese Vorsprünge die Bohrungswand berfihren.
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Patentansnrche: