DE3527033A1 - Radialwaelzlager - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radialwälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Radialwälzlager der genannten Gattung ist bekannt, bei dem der Käfig elastisch deformierbare Vorsprünge aufweist (DE-OS 27 39 367). Diese Vorsprünge schnappen beim Zusammenbau des Radialwälzlagers hinter durch Nuten oder dgl. gebildete Seitenflächen in der Bohrung des Außenringes bzw. auf der Mantelfläche des Innen­ ringes, so daß der Käfig an den Vorsprüngen am Außen- bzw. Innenring seitlich festgehalten ist. Nachteilig ist dabei, daß der Käfig zumindest zum Teil aus einem relativ weichen, deformierbaren Werkstoff gefertigt werden muß. Dieser Käfig ist in vielen Fällen nur mit besonderem Aufwand herzustellen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Radialwälzlager der genannten Art zu schaffen, bei dem der Käfig trotz Schnappverbindung zwischen Käfig und Halteelement des Außen- bzw. Innenringes in einfacher Weise aus einem relativ harten und steifen Werkstoff gefertigt werden kann. Uberdies soll das Radialwälz­ lager wirtschaftlich herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Radialwälzlager kann durch Ein­ schnappen des bzw. der Vorsprünge des Halteelementes hinter die zugehörige Seitenfläche des Käfigs einfach zusammengebaut werden, so daß der Außenring, der Käfig mit eingesetzten Wälzkörpern und der Innenring eine selbsthaltende Baueinheit bilden. Dies ist besonders bei solchen mit Kegelrollen oder Zylinderrollen ausge­ rüsteten Radialwälzlagern von Vorteil, welche an einem der beiden Lagerringe keine Halteborde für die Wälzkör­ per aufweisen. Der bzw. die Haltevorsprünge halten näm­ lich dann den mit Halteelement versehenen, bordlosen Außen- bzw. Innenring am Käfig seitlich fest, so daß dieser nicht ohne weiteres nach der einen oder nach beiden Seiten abgezogen werden kann.

Erst unter Überwindung der biegeelastischen und/oder kompressionselastischen Kräfte des bzw. der Vorsprünge des Halteelementes kann der bordlose Außen- bzw. Innen­ ring wieder abgezogen und ausgebaut werden.

Der Käfig des erfindungsgemäßen Radialwälzlagers kann aus einem steifen und harten Werkstoff, zum Beispiel einem Sinterwerkstoff, wirtschaftlich gefertigt sein.

Die Wälzkörper werden dann an harten, verschleißfesten Wänden der Taschen des Käfigs geführt. Dementsprechend haben die Wälzkörper auch bei hohen Belastungen des Radialwälzlagers eine hohe Laufgenauigkeit und das Wälz­ lager besitzt eine verhältnismäßig lange Gebrauchsdauer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 ist der Vorteil gegeben, daß der bzw. die Seitenwände durch Einstechen einer Ringnut in die Mantel- oder Bohrungsfläche des Käfigs einfach hergestellt werden können. Für den Fall, daß beide Seitenwände der Ringnut dem bzw. den Vorsprün­ gen des Halteelementes eng gegenüberstehen, wird der mit dem Halteelement verbundene Außen- bzw. Innenring des ausgebauten Wälzlagers gegenüber Abziehen nach beiden Seiten gehalten.

Bei der abgeänderten Ausbildung nach Anspruch 3 sind der bzw. die Vorsprünge des Halteelementes auf einer der beiden Seiten des Wälzlagers an einer Schulter­ fläche einer in den Käfig eingearbeiteten, umlaufenden Stufe gehalten.

Die zusätzliche Ausbildung nach Anspruch 4 hat zur Folge, daß der bzw. die Vorsprünge des Halteelementes über die Wälzkörper nach der, der Schulterfläche gegenüberliegen­ den Seite festgehalten sind, so daß der mit dem Halte­ element verbundene Außen- bzw. Innenring des ausgebau­ ten Wälzlagers am Käfig beidseitig gehalten ist.

Weiterere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 5 bis 9 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Radialwälzlager wird in der nachfol­ genden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Radial­ wälzlager mit Dichtungsring,

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht in Richtung des Pfeiles A auf den in Fig. 1 dargestellten Dichtungs­ ring im ausgebauten Zustand,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch ein abgeän­ dertes Radialwälzlager mit Dichtungsring,

Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt durch ein weiteres abgeändertes Radialwälzlager und

Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht in Richtung des Pfeiles B auf den in Fig. 4 dargestellten Innen­ ring vor seinem Zusammenbau mit dem zugehörigen Außenring.

In Fig. 1 ist ein Radialwälzlager dargestellt, welches aus einem Außenring 1, einem Innenring 2 und einem da­ zwischen eingebauten ringförmigen Käfig 3 besteht. Am Umfang des Käfigs 3 sind Taschen 4 angeordnet, in denen jeweils ein kegeliger Wälzkörper 5 eingesetzt ist. Diese Wälzkörper 5 laufen in an sich bekannter Weise zwischen einer kegeligen Außenlaufbahn des Außenringes 1 und einer kegeligen Innenlaufbahn des Innenringes 2. Die Innenlauf­ bahn hat auf der Seite des dicken Endes der Wälzkörper 5 einen Führungsbord 6, an dem die Wälzkörper 5 seitlich an­ laufen.

Der Außenring 1 besitzt auf der Seite des dicken Endes der Wälzkörper 5 eine zylindrische Aussparung 7 in sei­ ner Bohrung, in der ein Dichtungsring 8 festgesetzt ist.

Im vorliegenden Fall hat der Dichtungsring 8 einen im Querschnitt L-förmig gebogenen, metallischen Versteifungs­ ring 9, dessen radial nach innen weisender Schenkel 2 auf dem Führungsbord 6 des Innenringes 2 gleitende Dichtlippen trägt und dessen axial nach innen weisender Schenkel in der zylindrischen Aussparung 7 des Außenringes 1 mit Preßsitz festgesetzt ist.

Der Käfig 3 hat eine dem radial nach innen weisenden Schenkel zugewandte, auf diesem Schenkel seitlich nach außen gleitend geführte Endfläche, sowie einen daran an­ schließenden, zylindrischen Mantelflächenabschnitt, der in der Bohrung des axialen Schenkels des Versteifungs­ ringes 9 mit geringem Radialspiel geführt ist. Am axial inneren Ende des Mantelflächenabschnitts hat der Käfig 3 eine dem Durchmesser seiner Mantelfläche verkleinernde, umlaufende Stufe mit einer axial nach innen weisenden kegeligen Schulterfläche 10.

Der als Halteelement dienende Versteifungsring 9 des Dichtungsringes 8 weist nach innen gerichtete Vorsprünge 11 auf, die der kegeligen Schulterfläche 10 des Käfigs 3 seitlich gegenüberstehend angeordnet sind. Diese Vor­ sprünge 11, welche aus einem biege- und/oder kompres­ sionselastischen Gummi bestehen, sind auf der Bohrungs­ fläche des axial nach innen weisenden Schenkels des Versteifungsringes 9 aufvulkanisiert. Sie haben eine ringabschnittförmige Ausbildung und sind gleichmäßig am Umfang des Schenkels angeordnet (Fig. 2).

Die axial nach außen weisenden Seitenflächen 11 A der Vorsprünge 11 liegen der Schulterfläche 10 des Käfigs 3 eng gegenüber und sind der kegeligen Form dieser Schul­ terfläche 10 angepaßt. Die Seitenflächen 11 A besitzen in Umfangsrichtung eine kleine Balligkeit, so daß sich beim Anlauf der Schulterfläche 10 des umlaufenden Käfigs 3 an den Seitenflächen 11 A der Vorsprünge 11 ein trag­ fähiger hydrodynamischer Schmierkeil des im Radialwälz­ lager eingebrachten Schmiermittels bildet.

Am dicken Ende hat jeder Wälzkörper 5 eine Endfläche 12, die den Vorsprüngen 11 in einem kleinen Abstand gegenüber liegt. Die Vorsprünge 11 greifen zwischen die Seiten­ fläche 10 des Käfigs 3 und die Endflächen 12 der Wälz­ körper 5 radial ein, so daß der Außenring 1 über den eingebauten Dichtring 8 am Käfig 3 mit geringem axialen Spiel beidseitig festgehalten ist.

Beim Zusammenbau des Radialwälzlagers werden zunächst der Innenring 2, der Käfig 3 und die Wälzkörper 5 in an sich bekannter Weise zusammengesetzt. Alsdann wird der Dich­ tungsring 8 gegen die dicken Enden der Wälzkörper 5 ange­ setzt und unter elastischer Verformung der Vorsprünge 11 über den zylindrischen Mantelflächenabschnitt des Käfigs 3 geschoben, bis die Vorsprünge 11 hinter die Schulter­ fläche 10 des Käfigs 3 einschnappen. Zum Schluß wird der Außenring 1 von der anderen Seite, also in Richtung des Pfeiles A, mit seiner Aussparung 7 auf die Mantelfläche des axial nach innen weisenden Schenkels des Versteifungs­ ringes 9 aufgedrückt. Dabei wird am radial nach innen weisenden Schenkel des Versteifungsringes 9 von außen gegengehalten. Das zusammengesetzte Radialwälzlager bildet nun eine selbsthaltende Baueinheit.

In Fig. 3 ist ein abgeändertes Radialwälzlager darge­ stellt, welches ähnlich wie das in Fig. 1 gezeigte Wälz­ lager konstruiert ist. Dieses Radialwälzlager besitzt ebenfalls einen Außenring 1, einen Innenring 2 und in einem Käfig 3 eingebaute kegelige Wälzkörper 5. Auf der Seite des dicken Endes der Wälzkörper 5 ist auch ein Dichtungsring 8 in einer zylindrischen Aussparung 7 der Bohrung des Außenringes 1 festgesetzt.

Im vorliegenden Fall ist zwischen einem Schulteransatz 13 in der Bohrung des Außenringes 1 und dem axial nach innen weisenden Schenkel des Versteifungsringes 9 ein aus einem Elastomerkunststoff gefertiges scheibenförmiges Halteele­ ment 14 festgeklemmt. Der radial nach innen weisende freie Abschnitt dieses Halteelementes 14 dient als bie­ geelastischer radialer Vorsprung 15, der in eine Ringnut 16 in der Mantelfläche des Käfigs 3 eingreift.

Die Ringnut 16 hat einen angenähert rechteckigen Quer­ schnitt und weist zwei umlaufende Seitenwände 17 auf. Beide Seitenwände 17 sind dem Vorsprung 15 seitlich gegenüberstehend angeordnet. Im Betrieb gleitet eine der beiden Seitenwände 17 vorübergehend oder dauernd am Vorsprung 15 des Halteelementes 14. Dabei entsteht im Vorsprung 15 eine Biegespannung, so daß der Käfig 3 zumindest vorübergehend durch elastische Kräfte des Halteelementes 14 seitlich angestellt ist und demgemäß ohne Seitenspiel im Wälzlager umläuft.

Beim Zusammenbau des Radialwälzlagers, welcher analog zum Zusammenbau des in Fig. 1 und 2 dargestellten Radialwälz­ lagers erfolgt, wird der Vorsprung 15 hinter eine der bei­ den Seitenwände 17 der Ringnut 16 eingeschnappt.

In Fig. 4 und 5 ist ein weiteres abgeändertes Radialwälz­ lager dargestellt, welches einen, eine zylindrische Außen­ laufbahn tragenden Außenring 1 und einen, eine zylindrische Innenlaufbahn tragenden Innenring 2 aufweist. Zwischen die­ sen beiden Laufbahnen rollen zylindrische Wälzkörper 5, die in Taschen 4 eines ringförmigen Käfigs 3 eingebaut sind. Auf beiden Seiten der Außenlaufbahn ist je ein Führungs­ bord 18 für die Wälzkörper 5 angeordnet, der mit dem Außen­ ring 1 einstückig verbunden ist.

Auf beiden Seiten des Käfigs 3 ist je ein Halteelement 19 mit dem Innenring 2 fest verbunden. Jedes Halteelemente 19 ist aus einem elastischen Werkstoff gefertigt. Es ist ring­ scheibenförmig ausgebildet und jeweils in eine Ringnut 20 in der Mantelfläche des Innenringes 2 formschlüssig eingeschnappt. Das Halteelement 19 besitzt gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete, radiale Vorsprünge 21, deren axial nach außen weisende Anlaufflächen 22 einer axial nach innen weisenden Schulterfläche 23 einer Stufe des Käfigs 3 spielfrei gegenüberstehend angeordnet sind. Die Anzahl der Vorsprünge 21 ist gleich der Anzahl der Wälzkörper 5 im Radialwälzlager.

Beim Zusammenbau des Radialwälzlagers werden zunächst der Außenring 1 und der Käfig 3 mit den Wälzkörpern 5 in an sich bekannter Weise zu einer selbsthaltenden Baueinheit zusammengesetzt. Alsdann werden die Halteelemente 19 in jeweils eine Ringnut 20 des Innenringes 2 eingeschnappt. Nun wird der Innenring 2 in eine bestimmte Drehstellung relativ zum Käfig 3 gebracht, so daß jeweils ein Wälz­ körper zwischen zwei am Umfang benachbarte Vorsprünge 21 des auf der Einbauseite eingeschnappten Halteelementes 19 zu liegen kommt. Dann wird der Innenring 2 unter die Wälzkörper 3 axial eingeschoben. Die Vorsprünge 21 des einbauseitigen Halteelementes 19 kommen dabei gegen die einbauseitige kegelige Anschrägung 24 des Innenrandes des Käfigs 3 zur Anlage und werden axial nach innen umgebogen. Beim weiteren Einschieben des Innenringes 2 schnappen die Vorsprünge 21 hinter die einbauseitige Schulterfläche 23 des Käfigs 3. Schließlich kommt das andere (ausbauseitige) Halteelement 19 des Innenringes 2 mit der Anschrägung 24 in Berührung und wird eben­ falls axial nach außen umgebogen und schnappt schließ­ lich hinter die einbauseitige Schulterfläche 23 des Käfigs 3. Dabei wird das einbauseitige Halteelement 19 etwas nach innen gebogen, ohne daß dieses mit seiner Schulterfläche 22 vor die ausbauseitige Anschränkung 24 des Käfigs 3 nach außen schnappt. Der Käfig 3 ist nun durch die axial nach außen weisende Anlauffläche 22 der beiden Halteelemente 19 am Innenring 2 geführt und seit­ lich festgehalten.

Im Betrieb können die Vorsprünge 21 jeder der beiden Halte­ elemente 19 kleine axiale Belastungen aufnehmen. Die glei­ tenden Anlaufflächen 22 des betreffenden Halteelementes 19 übertragen dann kleine axiale Belastungen vom Innenring 2 über den Käfig 3 und die Wälzkörper 5 auf den betreffen­ den Führungsbord 18 des Außenringes 1. Dabei ist auch eine Dichtwirkung gegeben, so daß zwischen dem Käfig 3 und dem Innenring 2 kein Schmutz in das Radialwälzlager eindringen kann.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich die vorstehend be­ schriebenen Ausführungsbeispiele konstruktiv abändern. Zum Beispiel kann das Radialwälzlager mehr als eine Reihe von in Taschen eines Käfigs eingebauten Wälz­ körpern aufweisen. Ggfs. kann dann jede Reihe von Wälz­ körpern in einem getrennten Taschenkäfig eingebaut sein. Dabei hat mindestens einer der Käfige des mehrreihigen Radialwälzlagers eine Seitenfläche, die mit elastischen Vorsprüngen eines mit dem Außen- oder Innenring fest ver­ bundenen Halteelementes zusammenwirkend angeordnet ist.

Claims (9)

1. Radialwälzlager mit einem eine Außenlaufbahn tragen­ den Außenring, einem eine Innenlaufbahn tragenden Innenring und zwischen diesen beiden Laufbahnen um­ laufenden, in am Umfang angeordneten Taschen eines ringförmigen Käfigs eingebauten Wälzkörpern, wobei der Außen- und/oder Innenring auf einer oder auf beiden Seiten des Käfigs mit einem Halteelement fest verbunden ist, welches auf einer Seite oder auf beiden Seiten jeweils einer Seitenfläche des Käfigs gegenüberstehende, radiale Vorsprünge auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Vorsprünge (11, 15, 21) des Halteelementes (9, 14, 19) zu ihrem Einschnappen hinter die Seitenfläche(n) (10, 17, 23) des Käfigs (3) biege- und/oder kompres­ sionselastisch ausgebildet ist (sind).

2. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenflächen des Käfigs (3) durch zwei einander gegenüberliegende Seiten­ wände (17) einer in die Mantel- bzw. Bohrungs­ fläche des Käfigs (3) eingearbeiteten Ringnut (16) gebildet sind.

3. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenfläche(n) des Käfigs (3) durch eine Schulterfläche (10, 23) einer in die Bohrungsfläche bzw. Mantelfläche des Käfigs (3) eingearbeiteten, umlaufenden Stufe gebildet ist (sind).

4. Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der bzw. die Vorsprüng(e) (11) des Halteelementes (9) zwischen der Schulterfläche (10) des Käfigs (3) und axialen Endflächen (12) der seitlich gegenüberstehenden Wälzkörper (5) radial eingreifend angeordnet ist (sind).

5. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Halteelement(e) (9, 14) mit einem Preßsitz in der Bohrung (7) des Außenringes (1) bzw. auf der Man­ telfläche des Innenringes (2) festgesetzt ist (sind).

6. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Halte­ element(e) (19) ringförmig ausgebildet und in eine um­ laufende Vertiefung (20) der Bohrungsfläche des Außen­ ringes (1) bzw. der Mantelfläche des Innenringes (2) formschlüssig einschnappend angeordnet ist (sind).

7. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Halteelement(e) (9, 14) mit einem zwischen dem Außen­ ring (1) und dem Innenring (2) abdichtenden Dich­ tungsring (8) verbunden ist (sind).

8. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Halteelement(e) (14, 19) aus einem Elastomerkunststoff gefertigt und mit dem bzw. den Vorsprüngen (15, 21) einstückig verbunden ist (sind).

9. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Vorsprüng(e) (15) infolge eigener Elastizität gegen die gegenüberstehende Seitenfläche (17) des Käfigs (3) mit Vorspannung andrückend angeordnet ist (sind).