DE3709673A1

DE3709673A1 - Waelzkoerperlager mit einem zweiteiligen kaefig

Info

Publication number: DE3709673A1
Application number: DE19873709673
Authority: DE
Inventors: Nicklas Georg; Helmut Basener
Original assignee: KABUS HORST MASCHF
Current assignee: KABUS HORST MASCHF
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1988-10-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzkörperlager mit einem aus spritz- oder gießfähigem Material bestehenden zweiteiligen Käfig für die Wälzkörper.

Wälzkörperlager mit zweiteiligen Käfigen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die Teile der Käfige werden dabei in aller Regel als Ring gespritzt wobei sich Ober- und Unterteil nicht nur im Radius sondern auch in der Form voneinander unterscheiden. Zur Herstellung nur einer Lagertype und -größe bedarf es also zweier Werkzeuge relativ komplizierten Aufbaus. Die DE-OS 35 10 467 aus dem Jahr 1985 zeigt dies sehr deutlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wälzlager mit einem zweiteiligen Käfig der eingangs genannten Art anzugeben, das einfacher und billiger herstellbar und universell anwendbar ist, und bei dem mit einfachen Mitteln eine Wälzkörperhalterung und -führung gewähr leistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die die Wälzlager zwischen sich einschließenden beiden Teile des Käfigs Abschnitte eines Endlosbandes sind und im Bereich der einander berührenden Oberflächen der zwischen den Wälzkörperaufnahmen be stehenden Stege Unebenheiten zum gegenseitigen, vorzugsweise ver schnappenden Formschluß aufweisen. Ein nach diesem Prinzip aufge bautes Wälzlager bringt hinsichtlich der Fertigung des Wälzlager käfigs schon dann erhebliche Vorteile, wenn die beiden Käfigband teile nicht identisch zueinander sein sollten, was an sich, wie noch erläutert wird vorteilhaft ist, sondern in verschiedenen Werkzeugen hergestellt werden müssen. Denn auch in diesem Fall ermöglicht das endlose Band bei gleichen Wälzkörperlagertypen Lager unterschiedlicher Größe herzustellen. In diesem Fall müssen nur die für den jeweiligen Lagertyp notwendigen Längen der Käfig bandteile vom Endlosband abgeschnitten werden, um einen Käfig und damit ein Wälzlager in der gewünschten Größe herzustellen. Dabei können in gleicher Weise bei Verwendung von nur zwei Werkzeu gen sowohl Ring- als auch ein Linearlager, und zwar in Form von Kugel-, Zylinderrollen- oder Kreuzrollenlager bzw. auch andere Laufbahnsysteme hergestellt werden.

Die Verwendung eines derartigen zweiteiligen Käfigbandes ermöglicht das mühelose und einfache Einlegen der Wälzkörper. Sie werden in das eine Bandteil eingelegt, wonach das andere Bandteil aufge drückt und durch den Formschluß in den Berührungsflächen unverrück bar gehalten und vorzugsweise verschnappt wird.

Vorteilhaft ist es ein Material zur Herstellung dieses Doppel bandes zu verwenden, das diesem - je nach der Verwendungsart - eine gewisse Elastizität verleiht, so daß das ebene Band auch zu einem Ring gebogen werden kann. Da die Wälzkörper durch das Doppelband gemäß der Erfindung voll umschloßen sind, sind diese nicht nur gegen Herausfallen gesichert, sondern wälzkörpergeführt. Dieses Aufbauprinzip eines Wälzkörperlagers kann durch weitere Merkmale der Erfindung noch optimiert werden.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn die beiden Käfigbandteile gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens nicht nur iden tisch, sondern auch kongruent zueinander, als deckungsgleich ausge bildet sind. In diesem Fall braucht nur ein einziges Band in einem einzigen Werkzeug hergestellt zu werden, das dann so abgeschnitten wird, daß - bei Linearlagern - zwei praktisch gleich lange - und bei Ringlagern - zwei sich als Ring ergänzende ungleich lange (ungleiche Radien) Abschnitte abgeschnitten und zusammengedrückt, vorzugsweise zusammengeschnappt werden. Dies bedeutet, daß für die Herstellung eines zweiteiligen Käfigs unterschiedlicher Größe oder Art nur ein einziges Werkzeug benötigt wird.

Dabei sieht eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens vor, daß die Unebenheiten zum Bilden eines Formschlusses als Matrix und Patrix ausgebildet sind und sich über die Länge des Bandes gegen seitig abwechseln, so daß die beiden Käfigteile um eine Teilung gegenseitig versetzt beim Zusammenbau des Käfigs ineinandergreifen und vorzugsweise nach Art einer Druckknopfverbindung ineinander schnappen können.

Die gemäß der Erfindung zu erzielende Vorteile sind bei Wälzkörper lager dieser Art sehr groß. Besonders vorteilhaft ist ein Lager dann, wenn ein dickerer bzw. starrer Käfig erforderlich ist. In diesem Fall ist es bei herkömmlichen Käfigen äußerst schwierig, die einzelnen Wälzkörper in die Öffnungen einzudrücken, weil die Vorsprünge oder dergleichen, die die Wälzkörper im Käfig halten sollen, dann weniger nachgiebig sind. Durch die Verwendung eines zweiteiligen Käfigbandes ist die Möglichkeit gegeben, die Wälzkör per einfach in ein Band einzulegen und das zweite Band aufzudrücken und so die Wälzkörper in dem Bandteil zu halten, wobei die Form schlußverbindung unabhängig von der Banddicke entsprechend elas tisch sein kann.

Beim Aufbau eines Ringlagers mit einem zweiteiligen Käfigband gemäß der vorliegenden Erfindung wird gemäß einer anderen Weiter bildung vorgeschlagen, die von dem Endlosband abgeschnittenen Abschnitte so innerhalb des Lagers anzuordnen, daß die Stoßstel len zwischen den Enden eines Abschnittes zueinander versetzt, und zwar vorzugsweise um 180° versetzt zu liegen kommen. Dabei kann in besonderen Fällen ein Wälzkörperkäfig aus mehreren Ab schnitten eines Endlosbandes zusammengesetzt werden, also beispiels weise auch aus je zwei Abschnitten, die dann bei einem Ringlager so anzuordnen sind, daß die Stoßstellen des äußeren Teiles bei spielsweise um 90° zu den Stoßstellen des inneren Teiles des Wälz körperkäfigs zu liegen kommen.

Im Rahmen der Erfindung sind noch eine Reihe weiterer zusätzlicher Maßnahmen durchaus möglich. So können gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, z.B. auch in den Stegen zwischen den Aufnahmeta schen für die Wälzkörper, Dünnstellen in den Käfigbandteilen vor gesehen werden, was die Möglichkeit eröffnet, ein bestücktes Käfig band nicht nur senkrecht zu seiner Ebene sondern auch in dieser selbst zu einem Ringlager zu biegen.

Weiter ist es möglich, in den Käfigbandteilen Längsschlitze bzw. mindestens einen Längsschlitz vorzusehen, in die ein Draht oder eine Feder eingelegt wird. Dadurch wird die Stabilität selbst bei verhältnismäßig dünnen Käfigbändern erhöht.

Im folgenden werden in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung Realisierungsmöglichkeiten eines zweiteiligen Käfigs zur Verwen dung in einem Wälzkörperlager anhand einiger Ausführungsformen erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Abschnitt eines Käfigbandteiles für Kugellager in einer Seitenansicht mit einem gestrichelt angedeu teten zweiten Käfigbandteil,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Käfigbandteil nach Fig. 1 gemäß Linie 2-2,

Fig. 3 das zweite Teil des Käfigbandes in Seitenansicht, entsprechend der gestrichelten Andeutung in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Käfigbandteil nach Fig. 3 längs der Linie 4-4,

Fig. 5 eines aus den Käfigbandteilen nach Fig. 1 und 3 zu sammengesetzten Wälzkörperkäfig mit Verstärkungsein lage,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Käfig nach Fig. 5 gemäß der Linie 6-6,

Fig. 7 den Abschnitt eines Käfigbandteiles für ein Zylin derrollenlager in Seitenansicht,

Fig. 8 einen Schnitt durch ein Käfigbandteil nach Fig. 7 gemäß der Linie 8-8,

Fig. 9 das zweite Teil des Käfigbandes in Ansicht,

Fig. 10 einen Schnitt durch das zweite Teil des Käfigbandes nach Fig. 9 längs der Linie 10-10,

Fig. 11 eine Draufsicht auf das Käfigbandteil nach Fig. 9,

Fig. 12 ein aus zwei Teilen bestehendes Käfigband für ein Zylinderrollenlager in einer anderen Ausführung,

Fig. 13 eine Draufsicht auf das untere Käfigbandteil gemäß einer Ausführung nach Fig. 12,

Fig. 14 das Käfigbandteil für ein Kreuzrollenlager in Seiten ansicht,

Fig. 15 einen Schnitt der Wälzkörperführung des Lagers nach Fig. 14 gemäß der Linie 15-15,

Fig. 16 das zweite Teil des Käfigbandes in Seitenansicht,

Fig. 17 eine Schnittdarstellung des Käfigbandteiles nach Fig. 16 gemäß der Linie 17-17,

Fig. 18 schematisch in Perspektivdarstellung die Anordnung der Käfigbandteile zueinander für ein Ringlager und

Fig. 19 das entsprechende Lager nach dem Zusammensetzen der entsprechend angeordneten Käfigbandteile.

Bei den Ausführungsbeispielen ist davon ausgegangen, daß die jeweils zusammengehörenden Käfigbandteile mit einem einzigen Werk zeug hergestellt wurden, also identisch sind. Aus diesem Grund sind die beiden Bandteile in allen Ausführungsformen einheitlich mit den Bezugszeichen 1 und 2 bezeichnet, wobei die beiden Teile jeweils ein Abschnitt eines entsprechenden Endlosbandes sind. Diese Käfigbandteile sind bei allen Ausführungsbeispielen jeweils in der notwendigen Länge abgetrennt und spiegelbildlich und gegen seitig um eine Teilung versetzt einander zugeordnet.

In den Fig. 1 bis 6 ist der Aufbau eines Käfigs für ein Kugellager im einzelnen wiedergegeben. Der Käfig besteht aus dem oberen Käfigbandteil 1 (Fig. 1) und dem unteren Käfigbandteil 2 (Fig. 3). Jedes Käfigbandteil weist halbe Taschen 10 bzw. 20 auf. Diese Taschen, die bei 13 bzw. 23 in ihrer Oberfläche der Oberfläche der einzusetzenden Kugeln geformt sind, dienen zur Aufnahme, Halterung und Führung der Kugeln. Die die Aufnahme taschen 10 bzw. 20 bildenden Stege 12 bzw. 22 tragen Zapfen 15 bzw. 25, die Formschluß mit Aussparungen 14 bzw. 24 in den dazwischen liegenden Stegen 11 bzw. 21 bilden. Dabei sind die Stege 11 bzw. 21 einerseits und die Stege 12 bzw. 22 anderer seits geringfügig ungleich breit, da die Aussparungen 14 bzw. 24 mehr Raum benötigen als die Zapfen 15 bzw. 25.

Die Käfigbandteile 1 bzw. 2 sind von einem Endlosband, das in einem Spritzwerkzeug hergestellt wurde in der für ein be stimmtes Lager gewünschten Länge abgelängt und zwar so, daß jede Aussparung 14 des einen Bandteiles 1 einem Zapfen 25 des anderen Bandteiles 2 und umgekehrt gegenüberliegt. Bei der Fertigung eines vollständigen Käfigbandes, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, werden die Kugeln 3 beispielsweise in das untere Bandteil 2 eingelegt, das obere Bandteil 1 aufgelegt und die beiden Käfigteile zusammengedrückt, wobei die Zapfen 15 bzw. 25 in die Aussparungen 24 bzw. 14 eingedrückt werden. Hierdurch wird ein zum Halten der Kugeln ausreichender Sitz garantiert, so daß das Käfigband als solches in ein Wälzlager eingebaut werden kann.

In Fig. 6 sind zur Verstärkung des Käfigbandes in die beiden Käfigbandteile an den Stirnseiten Nuten 16 bzw. 26 vorgesehen, in die ein Draht oder eine Feder eingelegt werden kann. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das Käfigband verhältnismäßig labil ist, und dennoch ein stabiles Ganzes bilden soll.

Eine mögliche Ausführungsform eines Käfigbandes für ein Zylinder rollenlager zeigen die Fig. 7 bis 11. Auch hier besteht das Käfigband aus den vorbeschriebenen Teilen, allerdings mit dem Unterschied, daß die Halbtaschen 10 bzw. 20 bzw. 23 eine den Zylinderrollen 4 angepaßte Form aufweisen.

Auch in diesem Fall können die beiden Käfigbandteile als einheit liches endloses Band hergestellt und entsprechend abgelängt werden. Dabei ist auch in diesem Fall das Käfigband sowohl für ein Linear- als auch ein Radialrollenlager geeignet.

Eine Ausführungsform nach den Fig. 12 und 13 ermöglicht durch die Anordnung von Dünnstellen 17 bzw. 27, daß das Band beim Biegen außen und innen jeweils in gegensätzlichen Rich tungen nachgeben kann. Auf diese Weise können mit einem der artigen Band außer Linearlagern auch Lager hergestellt werden, deren Achsen alternativ in 90° zueinander liegen.

Eine derartige spezielle Ausführung ist auch bei den andern Käfigbändern unmittelbar möglich.

Anhand der Fig. 14 bis 17 wird gezeigt, daß ein endloses Käfigband 1, 2 auch zum Aufbau von Kreuzrollenlagern geeignet ist. Hierzu sind dann die Aufnahmen 13 bzw. 23 entsprechend der zu verwendenden Wälzkörper in Form von Rollen entsprechend ausgebildet, wobei die Rollen, wie unterhalb der Fig. 16 an gedeutet jeweils um 90° versetzt eingesetzt werden können.

Dabei zeigen die Fig. 15a und 17a, daß im Bereich der Wälz körperführungen 13 bzw. 23 jede einzelne Bandhälfte im Stegbe reich auch verbreitert sein kann.

In der Fig. 18 ist anschaulich gezeigt, wie die beiden Käfig bandhälften für ein Ringlager vorzugsweise anzuordnen sind, um einen stabilen Wälzkörperkäfig aufzubauen. Dabei sind die Aufnahmen 21 bzw. 22 für die Wälzkörper nur als Halbkreise und nicht mit entsprechender Oberflächenform dargestellt.

Wie aus der Fig. 18 zu sehen, wird die Stoßstelle des oberen Bandabschnittes 1 um 180° zur Stoßstelle des Bandabschnittes 2, die im Ausführungsbeispiel vorne liegt, angeordnet. Die im übrigen ebenfalls identischen Bandabschnitte sind um eine Aufnahmeteilung versetzt angeordnet, so daß die Zapfen 15 bzw. 25 in die Ausnehmungen 24 bzw. 14 eingreifen können.

Bei der Montage werden, wie durch Pfeile angedeutet, die beiden Bandabschnitte 1 und 2 zusammengedrückt, womit sich dann ein Käfigband ergibt, wie es in Fig. 19 in einer perspektivischen Ansicht wiedergegeben ist.

Bei der Darstellung nach der Fig. 18 bzw. 19 ist bewußt auf zusätzliche Teile, wie Verstärkungnut, Oberflächengestaltung usw. verzichtet, um die räumliche Anordnung klar zeigen zu können.

Die Erfindung wurde anhand einiger konkreter, allerdings nur schematisch angedeuteter Ausführungsformen eines Käfigbandes erläutert.

Für den auf dem Sachgebiet tätigen Fachmann ergibt sich, daß je nach Material und Anwendungszweck eine Reihe von Variationen möglich ist. So ist es beispielsweise denkbar, ein Käfigband auch aus mehreren Abschnitten zusammenzusetzten, was insbe sondere bei Linearlagern vorteilhaft sein kann, weil hierdurch abschnittsweise die einzelnen Wälzkörper eingesetzt und dann jeweils durch einen Abschnitt des Gegenbandteiles gesichert werden können. Dabei ist lediglich darauf zu achten, daß die einzelnen Stoßstellen gegeneinander versetzt zu liegen kommen, um eine einwandfreie gegenseitige Zuordnung der einzelnen Wälz körper zu garantieren.

Auch können die einzelnen Endlosbänder nicht nur mit Hilfe von in Nuten eingelegten Drähten oder Federn verstärkt werden, sondern es ist im Rahmen der Erfindung auch denkbar, in die Endlosbänder armierungsartige Verstärkungen beim Fertigungs gang einzubringen. Beispielsweise können die Endlosbänder mit Glasfasern oder dergleichen entsprechend verstärkt und dabei insbesondere gegen Längsdehnung gesichert werden.

Claims

1. Wälzkörperlager mit einem aus spritz- oder gießfähigem Mate rial bestehenden zweiteiligen Käfig mit Taschen zur Aufnahme der Wälzkörper, die durch Stege voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wälzkörper (3, 4) zwi schen sich einschließenden beiden Teile (1, 2) des Käfigs Abschnitte eines Endlosbandes sind und im Bereich der einan der berührenden Oberflächen der Stege Unebenheiten (14, 15; 24, 25) zum gegenseitigen, vorzugsweise verschnappenden Formschluß aufweisen.

2. Wälzkörperlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Käfigteile (1, 2) identisch und kongruent zueinander ausgebildet sind, und die Formschlußverbindungen jeweils aus Matrix (14, 24) und Patrix (15, 25) bestehen, die längs des Bandes einander abwechselnd vorgesehen sind.

3. Wälzkörperlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Formschlußverbindungen aus Zapfen (15, 25) und Zapfenaufnahmen (14, 24) bestehen.

4. Wälzkörperlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigbandteile (1, 2) aus einem elastischen Material bestehen.

5. Wälzkörperlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Käfigbandteile (1, 2) eine Längsnut (16, 26) zur Aufnahme eines drahtähnlichen Feder- oder Verstärkungselementes auf weist.

6. Wälzkörperlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnut (16, 26) auf der Außenfläche vorgesehen ist.

7. Wälzkörperlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (11, 21) zwi schen den Taschen (10, 20) abwechselnd ungleich breit ausge bildet sind.

8. Wälzkörperlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich quer zum Käfigband erstreckende Dünnstellen (17, 27) vorgesehen sind.

9. Wälzkörperlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen zwischen den Enden der Abschnitte der Endlosbänder versetzt zueinander angeordnet sind.

10. Wälzkörperlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hälfte durch einen und nur einen Abschnitt eines Endlosbandes gebildet ist und die Stoßstellen zwischen den Abschnitten versetzt zueinander angeordnet sind.