DE3247948A1 - Kaefig fuer kugellager, insbesondere fuer schraegkugellager - Google Patents

Kaefig fuer kugellager, insbesondere fuer schraegkugellager

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DE3247948A1 DE19823247948 DE3247948A DE3247948A1 DE 3247948 A1 DE3247948 A1 DE 3247948A1 DE 19823247948 DE19823247948 DE 19823247948 DE 3247948 A DE3247948 A DE 3247948A DE 3247948 A1 DE3247948 A1 DE 3247948A1
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Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEH GMBiI -- - --Sch-veir.f urt, 22.12.1982
DE 82 056 DE TPA.bla.tr
Käfig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager, der aus zwei Seitenringen besteht, die durch Stege miteinander verbunden sind und dessen Kugeltaschen in Achsrichtung gegeneinander versetzte, oberhalb und unterhalb des Teilkreises liegende Abschnitte mit gekrümmten Teilflächen aufweisen.
Derartige Käfige sind beispielsweise durch die DE-AS 1 750 106 bekanntgeworden. Bei diesen bekannten Käfi— gen ist die Reibung zwischen den Wandungen der Käfigtaschen und den Kugeln verhältnismäßig groß. Weitere Nachteile dieser bekannten Ausführung sind, daß im Käfig keine Freiräume zur Aufnahme von Schmiermittel vorhanden sind. Außerdem laufen die Kugeln durch die entsprechend sphärische Ausbildung der Käfigtaschen an
-2-
einer Kante an, so daß das Schmiermittel von den scharfen Kanten der Taschenwände leicht abgeschabt wird und die radiale Taschenluft nicht genau bestimmt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager, mit Kugeltaschen zu schaffen, die in Achsrichtung gegeneinander versetzte, oberhalb und unterhalb des Teilkreises liegende Abschnitte mit gekrümmten Teilflächen aufweisen, und bei dem die Reibung zwischen den Wandungen der Käfigtaschen und den Kugeln sehr klein ist, Freiräume zur Aufnahme von Schmiermittel vorhanden sind und die radiale Taschenluft genau bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Taschenwandung des im Bereich des einen und/oder anderen Seitenringes liegenden Käfigabschnitts mehrere, radial übereinanderliegende Zonen mit kegeligen Flächen aufweist, die jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel zur Lagerachse geneigt angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung wird ein Käfig, z.B. aus Kunststoff, für Kugellager geschaffen, der rationell in Gieß- oder Spritzwerkzeugen mit axial entformbaren Schiebern erzeugt werden kann.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der Radius der Taschenwandung des im Bereich des einen Seitenringes liegenden Käfigabschnitts wesentlich größer als der Radius der Kugel und der Mittelpunkt der Taschenwandung zum Mittelpunkt der Kugel in axialer Richtung zum anderen Seitenring und in radialer Richtung nach innen zur Käfigachse hin versetzt angeordnet sowie die Taschenwandung des im Bereich des anderen Seitenringes liegenden Käfigabschnitts mit Zonen mit einer zylindrischen Fläche und
— 3 —
zwei kegeligen Flächen versehen. Weiterhin ist die kegelige Fläche der einen Zone unter einem größeren Winkel zur Lagerachse geneigt als die der anderen Zone. Ferner sind die kegeligen Flächen prismenförmig ausgebildet und schließen einen stumpfen Winkel ein. Käfige mit derartig ausgeführten Käfigtaschen weisen eine sehr kleine Reibung auf .
Schließlich ist es vorteilhaft, die Stege in der Käfig.-bohrung in axialer Richtung konkav auszubilden und/oder die Seitenringe, ausgehend von den äußeren Stirnflächen, mit Aussparungen zu versehen, so daß die Wandstärke der Seitenringe etwa gleich dick ausgebildet ist und annähernd die gleiche Dicke wie die Käfigstege aufweist. Hierdurch wird ein biegeelastischer Käfig geschaffen, der besonders für momentbelastete Lager geeignet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von drei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig· I- einen erfindungsgemäßen Käfig aus Kunststoff für ein Schrägkugellager, wobei in der oberen Hälfte ein Schnitt durch eine Käfigtasche und in der unteren Hälfte ein Schnitt durch einen Käfigsteg dargestellt ist,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Käfigtasche im Schnitt,
Fig. 3 einen Teil einer Draufsicht auf den in der Figur 1 abgebildeten Käfig,
-4-
BAD ORIGINAL,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Kunststoffkäfigs für Schrägkugellager gemäß der Erfindung,
Fig. 5 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Käfigs.
Der in einem Gieß- oder Spritzwerkzeug mit axial entformbaren Schiebern (nicht gezeichnet) hergestellte Kunststoffkäfig für Schrägkugellager gemäß den Figuren 1 bis 3 besteht aus zwei Seitenringen 1, 2, die durch Stege 3 miteinander verbunden sind. Die Seitenringe 1, 2 weisen, ausgehend von den Stirnflächen, Aussparungen 4 auf, so daß ein biegeelastischer Käfig entsteht, der z.B. aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt ist. Dieser Käfig ist besonders für momentbelastete Lager geeignet, da er wegen der kleinen, gleichmäßigen Wanddicke der Γ Seitenringe 1,2, die etwa der Dicke der Stege 3 entspricht, dehnbar ist und unterschiedliche Kugelbewegungen innerhalb des Käfigs durch Verformung der dünnen Wandungen aufnehmen kann. Durch die Verwendung eines Gieß- oder Spritzwerkzeuges mit axial entformbaren Schiebern wird die Käfigtasche in einen äußeren, oberhalb des Teilkreises liegenden Käfigabschnitt 5 und einen inneren, unterhalb des Teilkreises liegenden Käfigabschnitt 6 unterteilt. Die Taschenwandung 7 des Käfigabschnitts 5 ist so gekrümmt, daß der Radius R der Taschenwandung 7 wesentlich größer ist als der Radius Rl der Kugel. Zur Erzielung der erforderlichen radialen Taschenluft ist der Mittelpunkt Mw der Taschenwandung 7 zum Mittelpunkt Mk der Kugel 8 in axialer Richtung zum anderen Seitenring 1 -und in radialer Richtung nach innen zur Käfigachse versetzt angeordnet. Die oberen und die unteren Käfigabschnitte 5,6 sind durch jeweils eine Kante 9 voneinander getrennt, die beim Gießen oder Spritzen des
-5-
Käfigs durch die Trennfuge der Axialschieber (nicht gezeichnet) entsteht. Die oberhalb der Kante 9 angeordneten Stegwandungen 10 einer Käfigtasche sind in Achsrichtung zylindrisch ausgeführt und verlaufen annähernd parallel zueinander, wobei der Abstand voneinander geringfügig größer ist als der Kugeldurchmesser. Durch diese Ausbildung des äußeren Taschenabschnitts berührt die Kugel 8 die Taschenwandung 7 in einem,Punkt 11, der dort liegt, wo die Kugel 8 die geringste Ümfangsgeschwindigkeit aufweist, so daß der Käfigverschleiß gering gehalten wird. Die Taschenwandung des unteren Käfigabschnitts 6 weist eine Zone mit einer zylindrischen Fläche (12) und zwei Zonen mit kegeligen Flächen 13,14 auf, die jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel zur Lagerachse ge— neigt sind. Die zylindrische Fläche 12 der oberen Zone verläuft unter einem größeren Winkel zur Lagerachse als die kegelige Fläche 13 der mittleren Zone und die kegelige Fläche 13 unter, einem größeren Winkel zur Lagerachse als die kegelige Fläche 14, wobei die kegeligen Flächen 13 und 14 als prismenförmige Anlageflächen für die Kugeln 8 ausgebildet sind und einen stumpfen Winkel einschließen. Der lichte Abstand zwischen der zylindrischen Fläche 12 und der Oberkante der Taschenwandung 7 ist in axialer Richtung im mittleren Bereich der Käfigtasche kleiner als der Kugeldurchmesser. Hierdurch wird erreicht, daß die Kugeln 8 unter elastischer Verformung der Taschenwände in die Käfigtaschen eingedrückt werden müssen und so bei ausgebautem Käfig gegen ein Herausfallen radial nach außen gesichert sind. Die kegelige Fläche 13 der mittleren Zone erstreckt sich über den Seitenring 1 und die Stege 3, so daß zwischen den Kugeltaschen in Umfangsrichtung ein gleich breiter Steg entsteht. Die kegelige Fläche 14 der unteren Zone übernimmt die radiale Führung des Käfigs. Die Kugeln' 8 laufen bei dieser erfindungsgemäßen
-6-
Taschenausführung nicht wie bei den herkömmlichen kugeligen Käfigtaschen an einer Kante, sondern an den beiden Flächen 13,14 an, die unterhalb des Teilkreises liegen. Durch die Anordnung der Fläche 14 kann die radiale Taschenluft genau bestimmt werden, und es wird weitgehend eine Vergrößerung der Radialluft durch Verschleiß verhindert. Durch diese Ausbildung der Käfigtaschen wird ferner erreicht, daß das Schmiermittel nicht von den Kugeloberflächen abgestreift wird.
Weiterhin entstehen, z.B. zwischen den Kugeln 8 und den Taschenwänden 7,10 des Käfigs, Freiräume, die als Schmiermittelreservoir dienen. Durch die Prismenführung der Kugeln 8 im Käfigabschnitt 6 und die Punktführung der Kugeln 8 im äußeren Käfigabschnitt 5 entstehen nur sehr kleine Reibanteile, so daß der Verschleiß zwischen dem Käfig und den Kugeln 8 sehr gering ist. Die Stege des unteren Käfigabschnitts 6 beginnen im Bereich der Käfigmitte und erstrecken sich erst außen über die gesamte Höhe des Käfigseitenringes 1, so daß die Kugeln 8 nicht an Flächen anlaufen, die durch Materialanhäufung eine Spannungskonzentration bewirken und so anfällig für Rißbildung sind. Der Käfig gemäß der Erfindung besitzt ein geringes Gewicht und benötigt aufgrund seiner geringen Masse nur eine kurze Haltezeit in der Gieß- oder Spritzform.
Der in der Fig. 4 dargestellte Käfig weist wie vorstehend beschrieben ausgeführte Käfigtaschen auf. Er unterscheidet sich von der eben beschriebenen Ausführung lediglich in der äußeren Ausbildung der Seitenringe 15,16. Diese sind, ausgehend von den Stirnflächen 17, mit umlaufenden, axial verlaufenden Nuten 18 versehen.
— 7 —
Auch der in der Fig. 5 gezeigte Käfig weist im wesentlichen die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Käfigtaschen auf. Die Stege sind bei dieser Ausführung in der Käfigbohrung 19 konvex gekrümmt.
Diese beschriebenen Ausführungsformen stellen nur Beispiele des erfindungsgeraäßen Käfigs dar. Änderungen in der Konstruktion sind im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich. So kann beispielsweise die Taschenwandung des Käfigabschnitts 5 ebenso ausgebildet werden wie die Taschenwandung des Käfigabschnitts 6, wobei die zylindrischen Flächen 12 jeweils vom Teilkreis ausgehend
angeordnet sind. Ferner ist es möglich, die Taschenwandung des unteren Käfigabschnitts 6 erfindungsgemäß
sphärisch auszuführen und die des oberen Käfigabschnitts 5 mit einer zylindrischen Fläche 12 und kegeligen Flächen 13,14 zu versehen.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Käfig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager, bestehend aus zwei Seitenringen, die durch Stege miteinander verbunden sind, und dessen Kugeltaschen in Achsrichtung gegeneinander versetzte, oberhalb und unterhalb des Teilkreises liegende Abschnitte mit gekrümmten Teilflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschenwandung des im Bereich des einen und/oder anderen Seitenringes (1,15 und/oder 2,16) liegenden Käfigabschnitts (5 und/oder 6) mehrere, radial übereinanderliegene Zonen mit kegeligen Flächen (13,14) aufweist, die jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel zur Lagerachse geneigt angeordnet sind.
    Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Taschenwandung (7) des im Bereich des einen Seitenringes (2,16) liegenden Käfigabschnitts (5) wesentlich größer ist als der Radius (Rl) der Kugel (8) und der Mittelpunkt (Mw) der Taschenwandung (7) zum Mittelpunkt (Mk) der Kugel (8) in axialer Richtung zum anderen Seitenring (1,15) und in radialer Richtung nach innen zur Käfigachse hin versetzt ist und daß
    die Taschenwandung des im Bereich des anderen Seitenringes (1,15) liegenden Käfigabschnitts (6) Zonen mit einer zylindrischen Fläche (12) und zwei kegeligen Flächen (13,14) aufweist.
    3. Käfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelige Fläche (13) unter einem größeren Winkel zur Lagerachse geneigt angeordnet ist als die kegelige Fläche (14).
    4. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kegeligen Flächen (13,14) prismenförmig ausgebildet sind und einen stumpfen Winkel einschließen.
    5. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die kegelige Fläche (13) über den Seitenring (1,15) und die Stege (3) erstreckt und letztere zwischen den Kugeltaschen in Umfangsrichtung eine gleichmäßige Dicke aufweisen.
    6. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen
    der zylindrischen Fläche (12) und der Oberkante
    der Taschenwandung (7) in axialer Richtung im
    mittleren Bereich kleiner ist als der Durchmesser der Kugel (8).
    7. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegteile der unteren Käfigabschnitte (6) im Bereich der Käfigmitte beginnen und sich erst außen über die gesamte Höhe des Käfigseitenringes (1,15) erstrecken.
    -3-
    8. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
    ; gekennzeichnet, daß die Stege (3) in der Käfigbohrung in axialer Richtung konkav gekrümmt sind.
    9. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
    I gekennzeichnet, daß die Stege in der Käfigbohrung in axialer Richtung konvex gekrümmt sind.
    10. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenringe (1,2), ausgehend von den äußeren Stirnflächen, Aussparungen
    (4) aufweisen und die Wandstärke der Seitenringe (1,2) etwa ebenso dick ist wie die der Käfigstege (3).
    BAD ORIGINAL
DE3247948A 1982-12-24 1982-12-24 Käfig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager Expired DE3247948C2 (de)

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