DE4141028C2 - Kugelhalter für ein Lager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhalter aus Kunststoff mit hohem Elastizitätsmodul für ein Kugellager.

Geformte (im Druckgießverfahren oder im Spritzverfahren hergestellte) Kunststoffhalter für Lagerkugeln haben normalerweise eine Vielzahl von Kugelaufnahmetaschen, die im wesentlichen einen abgeschnittenen, sphäri­ schen, konkaven Querschnitt haben. Der Halter umgibt sphärisch einen Teil der Kugel, um die Kugel innerhalb der Tasche zu halten. Der sphäri­ sche Teil des Halters versteift den Halter. Dies trägt zu einem Versagen des Halters wegen Ermüdung bei.

Um die Ermüdungslebensdauer und die Flexibilität geformter Kunststoff­ halter für Lagerkugeln zu verbessern, wurde der sphärische Teil durch flexible Flansche ersetzt, die sich von einem Unterteil des Halters nach oben erstrecken. Da die neueren, bei höheren Temperaturen zu verarbei­ tenden oder höheren Temperaturen widerstehenden Kunststoffe, wie sie ge­ genwärtig benutzt werden, einen höheren Elastizitätsmodul haben, muß das Material zwischen den Kugelaufnahmetaschen entfernt werden, um sicherzu­ stellen, daß die Flansche eine ausreichende Flexibilität haben, um das Einsetzen der Kugeln zu gestatten. Wenn das Material bis unterhalb der Mittellinie der Kugeln ausgenommen oder entfernt wird, können Druckkräf­ te von benachbarten Kugeln während des Lagerbetriebs ein Versagen des Halters infolge von Ermüdung verursachen.

Aus der US-PS 40 19 790 ist ein Halter für ein Kugellager bekannt. Dieser Halter weist einen Ring mit einer zentralen Achse auf, mit einem inneren Umfangsrand mit axialem Abstand von der Achse und einem äußeren Umfangsrand mit radialem Abstand von der Achse, mit ei­ nem Unterteil, der sich zwischen dem inneren und dem äußeren Umfangsrand des Rings er­ streckt, wobei der Abstand zwischen dem inneren und dem äußeren Umfangsrand eine Ring­ breite definiert, mit einer Vielzahl von Kugelaufnahmetaschen, die in Umfangsrichtung mit Abständen um den Ring herum angeordnet sind, und die Tascheneingangsöffnungen haben, die sich axial in bezug auf den Ring in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Unterteil öff­ nen. Der dort beschriebene ringförmige Kugelhalter soll aus formbarem, nichtmetallischem Material, wie stabilisiertem Nylon, hergestellt werden, also aus einem Kunststoff, der für ökonomische Formtechniken als geeignetes Material angegeben wird. Nylon ist ein ziemlich elastisches, nachgiebiges Material, mit dem, wie hier beschrieben, auswärts nachgiebige Zungen an den Eingangsöffnungen der Kugeltaschen ansetzbar sind, wobei der Umschlin­ gungswinkel der Kugelaufnahmetasche zusammen mit den Zungen problemlos ungefähr ei­ nen Dreiviertelkreis beschreiben kann. Es ist bei diesem Käfig aufgrund der Nachgiebigkeit seines Materials verhältnismäßig einfach, Rollkörper einzubringen. Damit verbunden ist je­ doch eine geringe Verschleißfestigkeit des Käfigs.

Aus dem Vorstehenden ergeben sich die bei bekannten Haltern für Lagerku­ geln bestehenden Nachteile.

Es ist Aufgabe der Erfindung diese Nachteile zu überwinden. Dies erfolgt durch die in den Ansprüchen formulierte Erfindung.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Patentan­ spruch 1.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Hal­ ters für ein Kugellager, dargestellt mit zwei Lagerkugeln;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1;

Fig. 4 ist eine teilweise Draufsicht auf den Lagerkugelhalter in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 1;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels ei­ nes Lagerkugelhalters mit zwei Lagerkugeln;

Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 ist ein Querschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 5;

Fig. 8 ist eine teilweise Draufsicht auf den Lagerkugelhalter in Richtung der Pfeile 8-8 in Fig. 5.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Halters 20 für ein Kugellager ist in Fig. 1 dargestellt. Der Halter hat die Form eines einstückig ge­ formten Kunststoffrings mit einer zentralen Achse. Der Halter 20 hat ei­ nen inneren Umfangsrand 22 und einen äußeren Umfangsrand 24, die mit ra­ dialem Abstand um die zentrale Achse herum angeordnet sind. Ein Unter­ teil 26 erstreckt sich radial zwischen dem inneren Umfangsrand 22 und dem äußeren Umfangsrand 24. Eine Vielzahl von Taschen 28 zur Aufnahme von Kugeln 10 ist vorgesehen. Die Taschen 28 öffnen sich axial, bezogen auf den ringförmigen Halter 20, in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Unterteil 26, und sie sind in Umfangsrichtung um den Lagerkugelhalter 20 herum mit Abständen angeordnet. Diese Taschen 28 sind so ausgebildet, daß sie sphärische Lagerkugeln 10 halten können, wie es in zwei der in Fig. 1 gezeigten Taschen 28 angedeutet ist.

Derjenige Teil des Unterteils 26, der jeder Kugelaufnahmetasche 28 be­ nachbart ist, bildet einen Sitz 32, der eine im wesentlichen abge­ schnittene sphärische konkave Oberfläche hat, wie es in Fig. 1 und 3 ge­ zeigt ist. Die Taschen 28 sind ferner gebildet durch zwei Paare von Zun­ gen 30, die an entgegengesetzten Seiten der Kugelaufnahmetaschen an­ geordnet sind. Diese Zungen 30 erstrecken sich von dem Unterteil 26 in einer im wesentlichen axialen Richtung, wie in Fig. 4 gezeigt, zu der Eintrittsöffnung der jeweiligen Tasche 28 hin. Die Zungen 30 haben abge­ schnittene sphärische konkave Oberflächen, die mit dem abgeschnittenen sphärischen konkaven Sitz 32 der jeweiligen Tasche 28 zusammenfallen und diesen verlängern. Die Breite jeder Zunge 30 ist kleiner als die Hälfte der Breite des Halters 20 von dem inneren Umfangsrand 22 zu dem äußeren Umfangsrand 24. Bei dem in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsbei­ spiel ist die Breite der Zungen 30 wesentlich kleiner als die Hälfte der Breite des Halters 20. Diese Verminderung der Breite der Zungen 30 er­ höht die Flexibilität der Zungen 30. Die Spitzen der Zungen 30 sind mit einem gegenseitigen Abstand angeordnet, der kleiner ist als der Durch­ messer der Lagerkugeln 10.

Der Unterteil 26 zwischen den Kugelaufnahmetaschen 28 enthält einen Stützabschnitt 36, der um die Mittellinie 34 der Kugeln 10 herum an­ geordnet ist. Dieser Stützabschnitt 36 widersteht Druckkräften von den Kugeln 10 in benachbarten Taschen 28 während des Betriebs des Lagers. Die Oberfläche des Stützabschnitts 36, benachbart zu der jeweiligen Ku­ gelaufnahmetasche 28, hat eine im wesentlichen abgeschnittene sphärische konkave Oberfläche passend zu den Oberflächen des Sitzes 32 und der Zun­ gen 30. Der Querschnittsbereich des Unterteils 26 unterhalb des Stützab­ schnitts 36 und des Sitzes 32 ist ausgenommen, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Dies verbessert die Flexibilität des Halters 20.

Zwischen jeweils benachbarten Kugelaufnahmetaschen 28 ist ein sich axial erstreckender kreisförmiger Stift 40 angeordnet, der als Halter- und La­ gerungsbereich für Auswerfstifte zum Auswerfen des Lagerkugelhalters 20 aus einer Herstellungsform dient. Dieser Stift 40 kann auch in dem aus­ genommenen Bereich zwischen den Kugelaufnahmetaschen 28 angeordnet sein.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 5 bis 8 gezeigt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel verwendet zwei Zungen 30, die diagonal einan­ der gegenüber jeweils an der Kugelaufnahmetasche 28 angeordnet sind, an­ stelle der beiden Paare von Zungen 30, die in den Fig. 1 bis 4 gezeigt sind.

Claims (4)

1. Kugelhalter (20) aus Kunststoff mit hohem Elastizitätsmodul für ein Kugellager,

• - mit einem Ring, dessen Breite durch einen radial inneren Umfangsrand (22) und einen radial äußeren Umfangsrand (24) bestimmt ist,
• - mit einem zwischen den Umfangsrändern (22, 24) ausgebildeten Unterteil (26),
• - mit Kugelaufnahmetaschen (28) mit Kugeleintrittsöffnungen, die sich axial ent­ gegengesetzt zu dem Unterteil (26) öffnen,
• - mit mindestens zwei an den Kugeleintrittsöffnungen ausgebildeten, auswärts nachgiebigen Zungen (30), deren Spitzen unter einem Abstand kleiner als der Durchmesser der Lagerkugeln (10) angeordnet sind,
• - wobei jede Zunge (30) an ihrer der zugehörigen Kugelaufnahmetasche (28) be­ nachbarten Seite eine radiale Breite hat, die kleiner ist als die halbe Ringbreite,
• - mit einem zwischen benachbarten Kugelaufnahmetaschen (28) um die Mittellinie der Lagerkugeln (10) herum angeordneten Stützabschnitt (36), der Druckkräften zwischen benachbarten Kugeln (10) Widerstand leistet,
• - wobei der Unterteil (26) des Rings axial benachbart zu den Kugelaufnahmeta­ schen (28) und der Unterteil des Stützabschnitts (36) ausgenommen sind,
• - wodurch die Flexibilität des Rings erhöht ist,
• - wobei jede Zunge (30) und jeder Stützabschnitt (36) separate Vorsprünge sind, die axial von dem Unterteil (26) vorragen, wodurch ein Spalt zwischen einer Zunge (30) und dem benachbarten Stützabschnitt (36) besteht.

2. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Zungen (30) vorgesehen sind, wobei die erste Zunge (30) benachbart dem inneren Umfangsrand (22) und die zweite Zunge benachbart dem äußeren Umfangsrand (24) des Rings und diagonal ge­ genüber der ersten Zunge (30) angeordnet ist.

3. Halter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Zungen (30) vorge­ sehen sind, von denen zwei Zungen (30) benachbart dem äußeren Umfangsrand (24) und zwei Zungen (30) benachbart dem inneren Umfangsrand (22) des Rings angeordnet sind.

4. Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zunge (30) an ihrer der zugehörigen Kugelaufnahmetasche (28) benachbarten Seite ei­ ne radiale Breite hat, die wesentlich kleiner ist als die halbe Ringbreite.