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Kammkäfig für Zylinderrollenlager
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Die Erfindung bezieht sich auf einen unelastischen Kammkäfig für ein
Zylinderrollenlager, der an allen Stegen in der Nähe des Ringteils unelastische
Haltenasen besitzt, die hinter einen der Borde des beidseitig mit ununterbrochenen,
gleichhohen Borden versehenen Außenrings des Zylinderrollenlagers greifen.
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Bei Wälzlagern der in Rede stehenden Art ist die Einführung des Kammkäfigs
in den Außenring mit Schwierigkeiten verbunden. So haben die Haltenasen nur dann
einen Sinn, wenn sie im eingebauten Zustand des Käfigs hinter einen der Borde greifen.
Damit ein axiales Abwandern des Käfigs vermieden wird, ist es dabei erforderlich,
daß der Durchmesser der Haltenasen größer ist als zumindest der Borddurchmesser,
an dessen Stirnfläche die Nasen mit ihren Stützflächen anliegen.
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Da der Käfig nur durch die Nasen gehalten wird, ist es das Ziel eines
jeden Konstrukteurs im Hinblick auf die Betriebssicherheit des Lagers die Stützflächen
der Nasen möglichst groß auszugestalten. Dies ist natürlich ohne weiteres möglich,
wenn man, wie bei der DE-AS 10 78 381 den einen Bord wesentlich kleiner ausführt
als den anderen, an dem der Käfig anliegt. Hierbei ergibt sich aber ein unsymmetrisches
Lager, dessen Herstellung und Montage teuerer und dessen Funktionsfähigkeit insbesondere
bei Axialbelastung zum kleinen Bord hin herabgesetzt ist.
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Angeregt durch den Inhalt des DE-Gm 19 35 798 ist es naheliegend,
den Käfig nach Drehung um 900 an seinen Ringteil zwischen zwei Haltenasen auf einem
Bord aufzusetzen, ihn dann in den Ring einzuschwenken und anschließend wieder in
seine Normallage zurückzudrehen. Hier können die Nasenspitzen wegen des erforderlichen
Zurückdrehens auf keinem größeren Durchmesser liegen als der Kugeldurchmesser, der
durch die
beiden inneren Bordkanten der Außenringe bestimmt wird.
Damit sind die Haltenasen aber immer noch nicht groß genug. Durch eine zusätzliche
und damit aufwendige Aussparung oder Abflachung am Käfigmantel läßt sich die Haltenasengröße
nicht erhöhen, denn diese Maßnahme nützt zwar beim Einschwenken des Käfigs in das
Lager nicht aber beim anschließend.noch nötigen Drehen in die Endlage.
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Weitere Möglichkeiten, unelastische Käfige in Außenringe einzuführen,
bestehen noch darin, daß gemäß der DE-OS 21 36 364 der Kammkäfig lediglich an zwei
gegenüberliegenden Stellen mit Haltenasen versehen ist oder daß gemäß der DE-OS
21 37 978 der Außenring zumindest an einer Seitenfläche mit wenigstens einer Einführöffnung
für den Käfig versehen wird. Im erstgenannten Fall können zwar große Haltenasen
vorgesehen werden, deren Anbringung ist aber auf einem kleinen Teil des Umfangs
begrenzt, so daß auch hier bei höherer Beanspruchung ein erhöhter Verschleiß der
wenigen Nasen befürchtet werden muß.
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Außerdem ist ein ungleichmäßiger und damit teuerer Käfig erforderlich.
Bei der zweitgenannten Schrift ist der Außenring unsymmetrisch und daher schwieriger
herzustellen. Außerdem kann die Einführöffnung für die Rollen und den Käfig ein
Risiko darstellen, indem hier bei Berührung durch Axialbeanspruchung eine Beschädigung
z. B. infolge Verhakens eintreten kann. In beiden Fällen liegt also eine unsymmetrische
und daher aufwendige Konstruktion vor, wobei auch die Betriebssicherheit wesentlich
herabgesetzt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kammkäfig der
eingangs genannten Art so weiterzuverbessern, daß er die oben genannten Nachteile
nicht aufweist und insbesondere möglichst große Halteflächen an den Haltenasen zur
axialen Fixierung des Käfigs besitzt.
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Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs angegeben.
Der dritte Anspruch enthält ein Verfahren zum Einbau des Käfigs in das Lager.
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Wie bereits oben angedeutet, konnte beim Einschwenken des um 900 verdrehten
Käfigs in den Außenring und Rückdrehen desselben erwartet werden, daß die Montage
nur dann möglich ist, wenn die Haltenasenaußendurchmesser keinen größeren Durchmesser
besitzen als die Kugel, die durch die beiden inneren Bordkanten bestimmt werden
kann. Überraschenderweise hat sich nun ergeben, daß ein größerer Käfig eingebracht
werden kann. So ist es beispielsweise möglich, bei einem Lager mit einem Laufbahndurchmesser
von 133 mm am Außenring einen Kammkäfig einzubringen, dessen Haltenasenspitzendurchmesser
130 mm beträgt, während der bisher einbaubare Käfig lediglich einen Durchmesser
von 129 mm besitzt. Dies ist durch ein ebenfalls beanspruchtes Verfahren zum Einbau
des Käfigs möglich. Mit dem Anmeldungsgegenstand wird also ein Käfig beschrieben,
der von der Fertigung her und bezüglich der Betriebssicherheit den Anforderungen
voll entspricht, denn er hat bei einfachem Aufbau wegen der hohen Haltenasen genügend
große Stützflächen zur axialen Führung des Kammkäfigs. Da alle Stege Haltenasen
besitzen, bringt auch die relativ kleine Durchmesseränderung eine wesentliche Stützflächenvergrößerung,
weswegen auch ein gewisser Verschleiß während der Laufzeit des Lagers keine Schwierigkeiten
verursacht.
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In bevorzugter Ausführung besitzen die Haltenasen einen etwa dreieckigen
Querschnitt. Dadurch sind sie sehr stabil, erleichtern aber durch den von der Spitze
ab kleiner werdenden Durchmesser den Einbau in den Außenring, wozu auch beiträgt,
daß sie sich nicht über die ganze Länge der Stege erstrecken.
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Das Verfahren zum Einbau des Käfigs in den Außenring wird im Abschnitt
der Beispielsbeschreibung genau dargelegt.
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Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 z'eigt einen Querschnitt durch ein zusammengebautes Zylinderrollenlager
gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Außenring, in den der Käfig
gerade eingeschwenkt wird.
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Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Außenring, in dem der Käfig
nach dem Einschwenken und Zurückdrehen um 900 gerade zwischen die beiden Borde weitergedreht
wird.
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Gemäß Fig. 1 besteht das Zylinderrollenlager aus dem Außenring 1 mit
den beiden Borden 2 und 3, dem Kammkäfig 4 mit den Rollen 5 und dem bordlosen Innenring
6. Zur axialen Fixierung des Kammkäfigs 4 in der einen Richtung dienen die Stirnseiten
der Rollen 5, während für die andere Richtung dreieckige Haltenasen 7 vorgesehen
sind, die in der Nähe des Ringteils 8 an allen Stegen 9 angebracht sind und mit
ihren axialen Führungsflächen 7' an der inneren Stirnfläche des Bordes 2 zur Anlage
kommen. Gemäß der Erfindung ist der Durchmesser des Hüllkreises 10 durch die Haltenasenspitzen
7" größer als der Kugeldurchmesser 11, der durch die beiden inneren Bordkanten 2'
und 3' bestimmt wird. Dadurch ergibt sich bei einem unelastischen Käfig 4 und ebenfalls
unelastischen Haltenasen 7 ein großer Hintergriff der Nasen 7 hinter den Bord 2
und damit eine betriebssichere Halterung auch in der zweiten axialen Richtung.
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Die Montage erfolgt in der Weise, daß zunächst, wie in Fig. 2 gezeigt,
der Käfig 4 in um 90° gegenüber dem Außenring 1 gedrehten Zustand zwischen die beiden
Borde 2 und 3 eingeschwenkt wird, wobei der Ringteil 8 zwischen zwei Haltenasen
7 a am Bord 2 anliegt.
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Da letzteres hier unten vorgenommen wird, kann das Einschwenken des
Käfigs 4 nur oben erfolgen, was daraus ersichtlich ist, daß er den Bord 2 mit keinem
seiner Teile überragt und daher problemlos eingeführt werden kann. Danach erfolgt
ein Zurückdrehen des Käfigs 4, um ihn mit seinen Haltenasen 7 zwischen die Borde
2 und 3 zu bringen. Dies ist aber nicht ohne weiteres möglich, denn zumindest einige
Haltenasen des Käfigs 4 bleiben an den Borden 2 und 3 hängen, bevor er vollkommen
eingeführt ist. Es ist daher nach dem Einschwenken des Käfigs 4 erforderlich, beim
Zurückdrehen eine Zentrierung desselben gegenüber dem Außenring 1 vorzunehmen. In
der dabei immer noch vorhandenen Schräglage des Käfigs 4 wird bewirkt, daß zwei
auf der Drehachse am Umfang des Käfigs 4 etwa gegenüberliegenden Haltenasen 7b,
wie in Fig. 3 angedeutet, mit ihren axialen
Führungsflächen 7' in
die Nähe der Innenkante des einen Bords 2 gebracht werden. In diesem Stadium befinden
sich die Haltenasen 7c bzw. 7d noch außerhalb der Borde 2 bzw. 3. Um das weitere
Einbringen zu ermöglichen, ist dann eine geringe Radialverschiebung des Käfigs 4
in eine Richtung senkrecht zur Drehachse erforderlich und zwar in Richtung der Haltenasen
7d, woraufhin die Haltenasen 7c zwischen die Borde 2 und 3 eingebracht werden.
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Daraufhin muß eine weitere in entgegengesetzter Richtung führende
Radialverschiebung und zwar über die zentrische Lage hinaus erfolgen. Es ergibt
sich dann ein Zustand, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Dabei ist aber auf eine
gewisse Schrägstellung des Käfigs 4 zu achten. Diese ergibt Sich dann, wenn die
oberste Haltenase 7c mit ihrem Rücken ca. 2/3 von der Spitze 7" entfernt an der
inneren Kante des Bordes 3' etwa zur Anlage kommen kann. In dieser Stellung ist
dann, wie aus Fig. 3 ersichtlich, das restliche Eindrehen des Käfigs 4 mit den Nasen
7d über den Bord 2 möglich.
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Nach der Zentrierung des Käfigs 4 werden die Rollen 5 in die Taschen
zwischen je zwei Stegen 9 eingebracht, wobei je nach Ausführung der Stegseitenwände
hierfür jeweils geeignete Methoden in bekannter Weise verwendet werden. Das axiale
Aufschieben des Innenrings 6 bereitet dann wegen der fehlenden Borde keine Schwierigkeiten
mehr. Es ergibt sich dann ein Aufbau des Lagers, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.
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Das oben beschriebene Verfahren zum Einbringen des Käfigs in den Außenring
stellt nur eine Möglichkeit dar. Je nach den geometrischen Verhältnissen und/oder
der Reichweite der Nasenspitzen 7" über den durch die Innenkanten 2' und 3' der
Borde 2 und 3 bestimmbare Kugeldurchmesser 11 hinaus können auch abweichende Methoden
verwendet werden. So ist es möglich, den einen oder anderen Verfahrensschritt
wegzulassen,
was aber meist kleinere Haltenasen zur Folge hat. Bei relativ großem Abstand zwischen
den Borden und Haltenasen,die nur sehr wenig über den Kugeldurchmesser 11 hinausragen,
kann z. B. die Einbringung des Käfigs unter Weglassung der Schritte d und e in Anspruch
3 möglich sein. Der erforderliche Spielraum ergibt sich dabei durch den Freiraum
zwischen den beiden Borden 2 und 3.
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Die gleiche Ausführung des Kammkäfigs kann in natürlich angepaßter
Form auch bei Rillenkugellagern mit den gleichen Vorteilen verwendet werden, weswegen
sich der Schutz auch auf solche Lager erstreckt.