DE2656733A1

DE2656733A1 - Waelzlagerkaefig

Info

Publication number: DE2656733A1
Application number: DE19762656733
Authority: DE
Inventors: John Pollard Forknall; Ronald Frances Hamblin
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1976-12-15
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2656733C2; JPS5276549A; SE7613886L; AU2019276A; FR2335732B1; US4126362A; AU501366B2; CA1066340A; FR2335732A1; GB1556378A; JPS5952293B2; ZM14276A1

Description

SKP KUGEIiAGEKB¹AERIKEN GMBH ₉ Schweinfurt, V. 12. I976

9 TPA/vH/gh GB 75

Wälzlagerkäfig

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig aus Kunststoff für Radialwälzlager bestehend aus einem ringförmigen Seitenteil mit am Umfang im Abstand voneinander angeordneten, die Wälzkörper aufnehmenden Taschen, wobei jede Tasche durch eine seitliche Vertiefung und zwei an diese Vertiefung angrenzende, in Umfangsrichtung gegenüberstehende, axiale Vorsprünge am Seitenteil gebildet ist.

Ein derartiger Wälzlagerkäfig ist in der DT-PS 660 911 beschrieben. Es handelt sich um einen sogenannten "Schnappkäfig¹¹ ,bei dem die Wälzkörper zwischen die elastisch auffedernden Vorsprünge jeder Tasche eingedrückt und in die betreffende Tasche eingefedert werden. Wenn dieser bekannte Käfig, der auf seiner dem Seitenteil gegenüberliegenden Seite offen ist, in Pörderbandanlagen mit staubiger Umgebung Verwendung findet, können von dieser Seite aus Staub- oder Schmutzteilchen der Umgebung verhältnismäßig leicht über die Zwischenräume zwischen den benachbarten Taschen in das Wälzlager eindringen. Die Folge davon ist, daß sich auf den Schultern der Lagerringe, insbesondere des nichtrotierenden Lagerringes, Schmutzkrusten bilden, die sich im Laufe des Betriebes ablösen, zwischen die Lagerlaufbahnen gelangen und dort schädliche Anschmierungen und sogar eine Blockierung des Wälzlagers hervorrufen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Käfig der angegebenen Art zu schaffen, der den Zutritt von Staub- oder Schmutzteilchen in das Lagerinnere hindert und der insbesondere der Entstehung von Schmutzkrusten

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auf den Schultern der Lagerringe entgegenwirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Verhindern von Staub- oder Schmutzeintritt in das Lagerinnere zwischen zwei benachbarten Taschen mindestens eine Lippe am Käfig angeordnet ist, welche sich vom Seitenteil in axialer Richtung über die Vorsprünge hinaus bis in die Nähe der Stirnseiten der Lagerringe des Radialwälzlagers erstreckt. Die Lippen haben nämlich im Betrieb des Lagers, das in langsam drehenden Förderbandrollen mit staubiger Umgebung eingebaut sein kann, eine abdichtende Wirkung, so daß auch auf der offenen Seite des Käfigs, die dem Seitenteil gegenüberliegt, kaum noch Schmutzteilchen zwischen den Lagertaschen eindringen können, denn die von der staubigen Umgebung herkommenden Schmutzpartikel werden von diesen Lippen erfaßt und nach außen abgeschleudert.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Lippe biegeelastisch ausgebildet, so daß diese elastisch ausweichen kann, wenn größere Schmutzpartikel auf sie auftreffen, oder wenn diese, auf den Lagerringen gleitend die Schultern dieser Lagerringe sauberfegt. Schmutzkrusten, die sich von der Welle ablösen und in Berührung mit der biegeelastischen Lippe kommen, werden stoßfrei von der Lippe aufgefangen und nach außen abgeschleudert.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist jede Lippe im Abstand von den gegenüberliegenden Vorsprängen zweier benachbarter Taschen oder als axiale Verlängerung am freien Ende eines der beiden gegenüberliegenden Vorsprüngen angeordnet,

Erfindungsgemäß kann ein in axialer Richtung über die Vorsprünge hinaus vorragender, in Umfangsrichtung liegender Verbindungssteg am Seitenteil angeformt sein, der jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge der benachbarten Taschen miteinander verbindet. Dieser Verbindungssteg verhindert, daß Schmutzteilehen vom Zwischenraum zwischen den Taschen radial nach innen oder radial nach außen zur Laufbahn des inneren bzw. äußeren Lagerringes gelangen. Dabei kann die

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Lippe nach der Erfindung entweder dem Verbindungssteg radial im Abstand gegenüberliegend angeordnet oder an ihrer, dem Verbindungssteg radial zugekehrten Seite mit diesem fest verbunden sein.

Schließlich kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Lippe an ihrem radial äußeren und/oder inneren Rand eine über die Bohrungsfläche bzw. Mantelfläche des Käfigs radial vorstehende Begrenzungsfläche aufweisen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen

Pig. 1 eine Seitenansicht eines Kugellagerabschnittes, wobei das betreffende Kugellager mit einem erfindungsgemäßen Käfig ausgerüstet ist,

Fig. la einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 1,

Fig. Ib eine perspektivische Ansicht eines Teils des in den Figuren und la dargestellten Käfigs,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kugellagers mit einem abgeänderten erfindungsgemäßen Käfig,

Fig. 2a einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 2,

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht eines Teils des in den Figuren und 2a dargestellten Käfigs,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Kugellagers mit einem weiteren abgeänderten erfindungsgemäßen Käfig,

Fig. 3a einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 3*

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Pig. Jb eine perspektivische Ansicht eines Teils des in den Figuren j5 und ;5a dargestellten Käfigs,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Kugellagers mit einem weiteren abgeänderten erfindungsgemäßen Käfig,

Fig. 4a einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 4,

Fig. 4b eine perspektivische Ansicht eines Teils des in den Figuren 4 und 4a dargestellten Käfigs,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Kugellageraschnittes, wobei das betreffende Kugellager mit einem erfindungsgemä3en Käfig ausgerüstet ist, der ähnlich wie der in den Figuren 2, 2a und 2b dargestellte Käfig ausgebildet ist,

Fig. 5a einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 5, und

Fig. 5b eine perspektivische Ansicht eines Teils des in den Figuren 5 und 5a dargestellten Käfigs.

In den Figuren 1 und la ist ein Radialkugellager 1 gezeigt, welches aus einem inneren Lagerring 2, einem äußeren Lagerring 3 und zwischen diesen beiden Lagerringen umlaufenden Kugeln 4 besteht. Die einzelnen Kugeln sind in Taschen 5 des Käfigs 6, der besonders deutlich in Figur Ib zu sehen ist, im Abstand voneinander gehalten. Jede Tasche 5 setzt sieh aus einer seitlichen kugeligen Vertiefung im ringförmigen Seitenteil 7 des Käfigs 6 und jeweils zwei an diese Vertiefung angrenzende, in Umfangsrichtung gegenüberstehende, axiale Vorsprünge 8 zusammen, die einstückig am Seitenteil 7 angeformt sind. Zwischen den beiden Vorsprüngen 8 jeder Tasche 5 ist eine Öffnung gebildet, durch welche die Kugeln 4 in die Taschen 5 eingeschnappt werden können, denn die beiden Vorsprünge 8 jeder Tasche 5 federn beim Eindrücken der betreffenden Kugel 4 in Umfangsrichtung auf. Zwischen den benachbarten Taschen 5 ist eine blattförmige, rechteckige Lippe 9 am Seitenteil 7 des Käfigs 6, zum Beispiel im Spritzgußverfahren, angeformt, und zwar in einer entlang der Lager-

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achse gerichteten Radialebene.

Im übrigen erstreckt sich die Lippe 9 vom Seitenteil 7 in axialer Richtung über die Vorsprünge 8 hinaus bis zur äußersten Stirnseite des Käfigs 6 und nimmt die gesamte Bauhöhe des Käfigs 6 ein. Die radialen Begrenzungsflächen 10, 11 der Lippe 9 liegen den Schultern 12, 13 des inneren bzw. äußeren Lagerringes 2, 3 nahe gegenüber. Die Lippen 9 bewegen sich also im Betrieb in unmittelbarer Nähe der Schultern 12, und verhindern somit, daß sich auf diesen Schultern 12, 13 eine Schmutzkruste bildet. Auf die Lippen 9 auftreffende Schmutzteilchen werden von diesen biegeelastischen Lippen 9 aufgefangen und am Eintritt in das Kugellager 1 gehindert (siehe strichpunktierte Darstellung einer gebogenen Lippe 9 in Figur Ib).

In den Figuren 2, 2a und 2b ist ein abgeänderter Käfig 14 gezeigt, der am Umfang angeordnete Taschen 15 mit Vorsprüngen 16 aufweist. Zwischen jeweils zwei benachbarten Taschen 15 ist eine einzelne Lippe 19 am radial inneren Rand des Käfigs 14 angeordnet, während am radial äußeren Rand ein über die Vorsprünge 16 hinaus vorragender, in Umfangsrichtung sich erstreckender Verbindungssteg 18 am Seitenteil 7 angeformt ist, der jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge 16 der benachbarten Taschen 15 miteinander verbindet. Der Verbindungssteg 18, der in unmittelbarer Nähe des äußeren Lagerringes 3 im Betrieb umläuft, bildet einen schmutzabweisenden Schutzschild 17, der verhindert, daß Stauboder Schmutzteilchen über die Räume zwischen den Taschen 15 radial nach außen zur Laufbahn des äußeren Lagerringes 3 gelangen. Die Lippe 9, welche zu ihrem freien Ende hin in ihrem Querschnitt in Umfangsrichtung verengt ist, bildet in Umfangsrichtung weisende kegelige Begrenzungsflächen, welche in den Raum zwischen den Taschen 15 eingedrungene Schmutzpartikel nach außen fördern und somit unschädlich machen.

In den Figuren 3» 5^s und 3° ist ein weiterer abgeänderter Käfig 20 dargestellt, bei dem die Lippen 21 als axiale Verlängerung am freien Ende eines der beiden, einander gegenüberliegenden Vorsprünge 22 zweier benachbarter Taschen angeordnet sind. Die Lippen 21 sind blattförmig und biegeelastisch ausgebildet und liegen in einer entlang der

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Lagerachse gerichteten Radialebene. Sie sind einstückig an den Seiten der Vorsprünge 22 angeordnet und erstrecken sich über die Vorsprünge 22 hinaus bis zur äußeren Stirnseite des Käfigs 20 und nehmen die gesamte Bauhöhe des Käfigs 20 ein.

In den Figuren 4, 4a und 4b ist ein Käfig 25 gezeigt, der dem zuletzt beschriebenen Käfig 20 der Figuren 3, 3a und 3b ähnlieh ist. Die biegeelastische Lippe 23 ist hier am freien axialen Ende der* Vorsprünge 24 einstückig mit diesen verbunden.

In den Figuren 5* 5a und 5b ist ein Käfig 31 einer geänderten Ausführung zu sehen, welcher wiederum Taschen 33 mit Vorsprüngen 32 aufweist. Ein in axialer Richtung über die Vorsprünge 32 hinaus vorragender in Umfangsrichtung sich erstreckender Verbindungssteg 27 ist am radial äußeren Rand des Käfigs 31 angeformt. Dieser Verbindungssteg 27 verbindet jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge 32 der benachbarten Taschen 33 miteinander, so daß die Anordnung 26 entsteht. Lippen 28 sind zwischen den benachbarten Taschen 33 a™ Seitenteil J angeformt, welche an ihrem radial äußeren Rand einstückig mit dem zugehörigen Verbindungssteg 27 verbunden sind. An ihrem radial inneren Rand besitzt jede Lippe 28 eine über die Bohrungsfläche des Käfigs 31 radial vorstehende Begrenzungsfläche 29, welche der Schulter 30 des inneren Lagerringes 3 nahe gegenüberliegt oder auf dieser Schulter 30 gleitet. Durch das Gleiten der Begrenzungsfläche 29 auf der Schulter 30 wird die Laufreibung des Kugellagers nur geringfügig vergrößert, weil die Gleitpaarung Kunststoff (Käfig) und Stahl (Lagerring) einen relativ kleinen Reibungskoeffizienten aufweist. Der Verbindungssteg 27 erstreckt sich von seiner Verbindungsstelle mit der Lippe 28 aus nach beiden Seiten zu den Vorsprüngen 32, so daß dieser an seinem vom Seitenring 7 axial wegweisenden Rand kegelförmig ausgebildet ist. Dieser Rand kann im Betrieb von außen herankommende Staub- oder Schmutzteilchen abweisen und in die Umgebung zurückfördern.

Der erfindungsgemäße Käfig hat den großen Vorteil, daß der Zutritt von Staub- oder Schmutzteilchen durch die Zwischenräume zwischen den Taschen des Käfigs hindurch zu den Laufbahnen der Lagerringe und gleich-

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zeitig die Bildung einer Schmutzkruste auf den Schultern der Lagerringe, insbesondere des stillstehenden Lagerringes des Radialwälzlagers, gehindert wird.

Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Käfig im Rahmen des Erfindungsgedankens weiter abgeändert werden. Zum Beispiel brauchen die blattförmigen Lippen des Käfigs nicht in einer, entlang der Lagerachse gerichteten Radialebene zu liegen, sondern können schräg zu dieser Ebene ausgerichtet sein. Außerdem können die Lippen relativ dünn ausgebildet sein und, entgegen der linlaufrichtung des Käfigs gebogen, auf einer Schulter des stillstehenden Lagerringes gleiten, so daß sämtliche auf dieser Schulter sitzenden Schmutzteilchen von den Lippen abgeschabt und nach außen geschleudert werden. Schließlich braucht der vom Seitenring axial wegweisende Rand nicht kegelförmig ausgebildet zu sein, sondern kann in rechteckiger Ausbildung einen in JM-fangsrichtung verlaufenden Rand aufweisen, der die gesamte Breite der Schulter zwischen den Lagertaschen bedeckt und die Schulter somit vor dem Zutritt von Schmutzteilchen schützt.

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Leerseite

Claims

SKF KUGEHAGERPAHRIKEN GMEH Schweinfurt, 9. 12. I976 P a t e η t a nsprüche

1./Käfig aus Kunststoff für Radialwäli-lager bestehend aus einem ringförmigen Seitenteil mit am Umfang im Abstand voneinander angeordneten, die Wälzkörper aufnehmenden Taschen, wobei jede Tasche

durch eine seitliche Vertiefung und zwei an diese Vertiefung angrenzende, in Umfangsrichtung gegenüberstehende, axiale Vorsprünge am Seitenteil gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern von Staub- oder Schmutzeintritt in das Lagerinnere zwischen zwei benachbarten Taschen (5) mindestens eine Lippe (9,19*21,23,28) am Käfig (6,14,20,25,31) angeordnet ist, welche sich vom Seitenteil (7) in axialer Richtung über die Vorsprünge (8,16,22,24,32) hinaus bis in die Nähe der Stirnseiten der Lagerringe (2,3) des Radialwälzlagers (1) erstreckt.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (9*19* 21,23,28) biegeelastisch ausgebildet ist.

3· Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lippe (9*19*28) im Abstand von den gegenüberliegenden Vorsprüngen (8,16,32) jeweils zweier benachbarter Taschen (5*15*33) angeordnet ist.

4. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lippe (21,23) ^als axiale Verlängerung am freien Ende eines der beiden, einander gegenüberliegenden Vorsprünge (22,24) zweier benachbarter Taschen angeordnet ist.

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5· Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in axialer Richtung über die Vorsprünge (l6,j52) hinaus vorragender, in Umfangsrichtung liegender Verbindungssteg (18,27) am Seitenteil (7) angeformt ist, der jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge (16,32) der benachbarten Taschen (15,33) miteinander verbindet.

6. Käfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da<3 die Lippe (19) dem Verbindungssteg (18) radial im Abstand gegenüberliegend angeordnet ist.

7. Käfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (28) an ihrer dem Verbindungssteg (27) radial zugekehrten Seite mit diesem fest verbunden ist.

8« Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (28) an ihrem radial äußeren und/oder inneren Rand eine über die Bohrungefläche bzw. Mantelfläche des Käfigs (31) radial vorstehende Begrenzungsfläche (29) aufweist.

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