DE4211400A1

DE4211400A1 - Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE4211400A1
Application number: DE19924211400
Authority: DE
Inventors: Gerhard Guldan
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1992-04-04
Filing date: 1992-04-04
Publication date: 1993-10-07
Anticipated expiration: 2012-04-05
Also published as: DE4211400C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Wälzlager, bestehend aus einzelnen, miteinander verbundenen Kettengliedern, die Wälzkörper umschließen, wobei die Kettenglieder über gabelförmige Gliederteile miteinander verbunden sind.

Ein derartiger Käfig geht aus dem DE-GM 19 01 911 hervor. Dieser besteht ebenfalls aus einzelnen Gliedern, welche gelenkig über Gabeln und Zapfen miteinander verbunden sind. Hierbei weist, in Längsrichtung gesehen, ein Gliederteil einer Stegseite die Gabel und das jeweilige andere Gliederteil den Zapfen auf.

Als nachteilig bei diesem gattungsbildenden Käfig erweist es sich, daß zum Verbinden der Gliederteile ein Aufweiten des die Gabel aufweisen den Gliederteiles in Axialrichtung notwendig ist. Da dieses Aufweiten möglichst im elastischen Bereich der gewählten Konstruktion liegen muß, schränkt dies die Wahl des Werkstoffes und die Möglichkeiten der konstruktiven Auslegung der Gliederteile ein. Anders gesagt, verbleibt unter gewissen Umständen nach dem Aufweiten des die Gabel aufweisenden Gliederteiles zum Zwecke des Aufsteckens auf das über die Zinken verfügende Gliederteil ein gewisser plastischer, bzw. viskoelastischer Verformungsanteil zurück. Desweiteren stimmt bei dem vorgenannten Käfig die Axiallinie eines Wälzkörpers nicht mit der Axiallinie zwischen den Zapfen bzw. Bohrungen überein. Weiterhin ist ein relativ hoher Abstand der Wälzkörper in Umfangsrichtung des Käfigs durch einen toten, von den Gabeln gebildeten, Raum festzustellen.

Die beiden letztgenannten Ausgestaltungen gestatten nur eine vermin derte Zahl von Wälzkörpern. Dies schränkt die maximale Belastbarkeit des gesamten Wälzlagers und somit auch seine Anwendungsbreite ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager mit einem Käfig, bestehend aus einzelnen und miteinander verbundenen Ketten gliedern, zu schaffen, bei dem die eingangs beschriebenen Nachteile beseitigt sind, wobei dessen Kettenglieder leicht und ohne Belastung des Materials zu montieren sind und der eine hohe Belastbarkeit des gesamten Wälzlagers gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß sich Laschen der gabelförmigen Glie derteile eines jeden der Kettenglieder von einem mittleren Stegteil ausgehend, in beiden Längsrichtungen erstrecken, wobei, bezogen auf eine Längsmittelachse, die Laschen einer Stegseite zu Laschen der jeweils anderen Stegseite um einen kleinen Betrag versetzt ausgebildet sind und gemeinsam mit dem gabelförmigen Gliederteil eines benach barten Kettengliedes eine Aufnahme für den Wälzkörper bilden.

Die hier beschriebene Ausbildung gestattet während des Montageprozes ses ein einfaches Zusammenstecken der einzelnen Kettenglieder. Auch ein Aufweiten und somit Belasten des Materials entfällt bei der vor beschriebenen Ausbildung. Durch eine Wahl des hier beschriebenen Käfigs gelingt es mit nur einer Größe der Kettenglieder, denen Wälz körper nur einer Größe zugeordnet sind, Käfige für Wälzlager beliebi gen Durchmessers und großer Belastbarkeit zu erstellen.

Weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unter ansprüche 2 bis 7 und werden im folgenden näher beschrieben.

Aus Anspruch 2 geht hervor, daß die jeweils beidseitig des Stegteiles angreifenden Laschen derart zueinander versetzt sind, daß eine Innen fläche der einen Lasche mit einer Außenfläche der anderen Lasche fluchtet. Durch diese Ausbildung ist der Prozeß der Montage der ein zelnen Kettenglieder besonders einfach gestaltet. Die Kettenglieder werden in Umfangsrichtung um einen kleinen Betrag zusammengeschoben, und können anschließend axial zusammengesteckt werden. Denkbar ist auch eine spätere Demontage einzelner Kettenglieder.

Gemäß Anspruch 3 ist es vorgesehen, daß die Laschen beidseitig des Stegteiles mit gleichem Abstand angeordnet sind. Diese Ausbildung garantiert eine einfache Montage der einzelnen Kettenglieder und eine hohe Wälzkörperdichte, da sich an jedes Stegteil sofort ein Wälzkörper anschließt.

Nach Anspruch 4 ist es möglich, daß jeweils eine Lasche einer Stegsei te über einen vorzugsweise nach außen ragenden Zapfen und die ihr in Axial- als auch in Radialrichtung gegenüberliegende Lasche über eine Bohrung verfügt. Diese Verbindung der einzelnen Kettenglieder durch Zapfen und Bohrungen stellt eine konstruktiv relativ einfach ausleg bare Lösung dar und weist einen geringen fertigungstechnischen Aufwand auf. Um die Belastung des Zapfens zu mindern, sieht eine zweckmäßige Variante der Ausgestaltung vor, die Bohrung jeweils einer Stegseite zu erweitern. Dies führt zu einer Minimierung der auf den Zapfen wirken den Scherkräfte, da nun der Steg über die Wälzkörper belastet wird. Der Zapfen kann schwächer dimensioniert werden, was wiederum zu einer Einsparung an Material führt.

Wie in Anspruch 5 beschrieben, überschreiten die Zapfen die Gesamt breite des jeweiligen Kettengliedes in Axialrichtung nicht, oder nur geringfügig. Diese zweckmäßige Ausgestaltung minimiert die Breite des gesamten Wälzlagers.

Aus Anspruch 6 geht hervor, daß die Axiallinie der Wälzkörper in etwa der Axiallinie zwischen einem Zapfen und einer ihm in Axialrichtung gegenüberliegenden Bohrung entspricht. Diese Ausbildung gestattet eine große Zahl von Wälzkörpern in einer gewählten Lagergröße zu integrie ren. Somit liegt ein hinsichtlich der Tragzahl erhöhtes Wälzlager vor. Denkbar ist es jedoch auch, daß die Axiallinie der Wälzkörper um einen vorbestimmten Betrag zur Axiallinie zwischen einem Zapfen und einer ihm in Axialrichtung gegenüberliegenden Bohrung versetzt angeordnet ist.

Aus Anspruch 7 geht hervor, daß die Kettenglieder des Käfigs aus einem polymeren und/oder spritzbaren Werkstoff bestehen. Diese Gestaltungs variante verringert einerseits die Gesamtmasse des Wälzlagers im Vergleich mit Wälzlagern mit metallischen Käfigen. Wird andererseits ein hier aufgeführter spritzbarer Werkstoff gewählt, kommt es, da mit einer Größe eines Kettengliedes Käfige beliebigen Durchmessers gefer tigt werden können, zu einer erheblichen Einsparung an Werkzeugkosten für die Spritzwerkzeuge.

Der Einsatz des hier beschriebenen Käfigs soll sich nicht nur auf Wälzlager erstrecken. Denkbar sind alle Anwendungsfälle, bei denen Körper aus zusammengesteckten Elementen bestehen.

Denkbar ist die erfindungsgemäße Lösung beispielsweise auch an abge setzten Wellen oder Kurbelwellen. Weiterhin ist die hier vorgeschlage ne Lösung auch für Käfige an Linearführungen vorgesehen. Eine Ver wendung von Kugeln anstatt der zylindrischen Wälzkörper soll in den Schutzumfang dieser Erfindung ebenfalls mit eingeschlossen sein.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale der Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchs merkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein einzelnes, erfindungsgemäßes Kettenglied,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kettengliedes nach Fig. 1 mit geschnitten dargestelltem Stegteil und angedeuteten Wälz körpern,

Fig. 3 eine Ansicht eines Teiles eines Käfigs, bestehend aus einzelnen Kettengliedern,

Fig. 4 eine Ansicht eines weiteren, hinsichtlich seines Steg teiles modifizierten, Kettengliedes,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Kettengliedes nach Fig. 4 mit geschnitten dargestelltem Stegteil und angedeuteten Wälz körpern,

Fig. 6 ein Endstück für einen Flachkäfig und

Fig. 7 eine geschnittene Seitenansicht des Endstückes nach Fi gur 6.

Anhand der Fig. 1 wird der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemä ßen Kettengliedes 1 erläutert. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein einzelnes, erfindungsgemäßes Kettenglied 1. Dieses besteht aus gabel förmigen Gliederteilen 2. Diese erstrecken sich, von einem mittleren Stegteil 3 ausgehend, in Längsrichtung des Kettengliedes 1 und bilden Laschen 3a. Zu erkennen ist, daß die jeweils beidseitig des Stegteiles 3 angreifenden Laschen 3a derart zueinander versetzt sind, daß eine Innenfläche 3b der einen Lasche 3a mit einer Außenfläche 3c der ande en Lasche 3a fluchtet.

Jeweils ein Gliederteil 2 der Stegseite 4 besitzt einen in Axialrich tung nach außen ragenden Zapfen 6. Das auf der Stegseite 4 dem Zapfen 6 in axialer Richtung gegenüberliegende Gliederteil 2 besitzt eine Bohrung 7. In radialer Richtung ist vorteilhaft dem Zapfen 6 auf der Stegseite 5 eine weitere Bohrung 8, und der Bohrung 7 ein weiterer, nach außen ragender Zapfen 9 zugeordnet. Zu erkennen ist daß die Zapfen 6, 9 die Gesamtbreite des Kettengliedes 1 in Axialrichtung nicht überschreiten.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Kettengliedes 1 nach Fig. 1 mit geschnitten dargestelltem Stegteil 3 und angedeuteten zylindri schen Wälzkörpern 10. Dieser Schnittansicht ist zu entnehmen, daß es vorgesehen ist, die Kettenglieder 1 aus einem Kunststoff zu fertigen.

Aus Fig. 3 geht eine Ansicht eines Teiles eines Käfigs 11, bestehend aus einzelnen Kettengliedern 1, hervor. Es greift jeweils ein Glieder teil 2 einer Stegseite 5, hier versehen mit einer Bohrung 8, in ein Gliederteil 2 einer Stegseite 4 mit einem nicht näher dargestellten Zapfen 6 eines weiteren Kettengliedes 1.

Ein weiteres Gliederteil 2 einer Stegseite 5, hier versehen mit einem nicht zu entnehmenden Zapfen 9, greift in eine Bohrung 7 einer Steg seite 4 eines Gliederteiles 2 eines weiteren Kettengliedes 1.

Für den Fall der Montage werden mindestens zwei Kettenglieder 1 in Längsrichtung beispielsweise so fixiert, daß eine Axiallinie, gebildet von jeweils einer Bohrung 8 und einem Zapfen 9 eines Gliederteiles 2 eines Kettengliedes 1, mit einer Axiallinie, gebildet von einem weite ren Zapfen 6 und einer weiteren Bohrung 7 eines Gliederteiles 2 eines weiteren Kettengliedes 1, übereinstimmt. Anschließend werden die beiden Kettenglieder 1 in Axialrichtung zusammengesteckt. Es liegen somit zwei fertig montierte Kettenglieder 1 vor, die durch die Wälz körper 10 zusammengehalten sind, wobei sich die Beschreibung für beliebig viele Kettenglieder 1 fortsetzen ließe, und dieser Montage prozeß nur automatisiert und für eine Vielzahl von Kettengliedern sinnvoll erscheint.

Eine Ansicht eines weiteren, hinsichtlich seines Stegteiles 3 modifi zierten, Kettengliedes 1 ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, wobei Fig. 5 eine Seitenansicht des Kettengliedes nach Fig. 4 zeigt. Das Stegteil 3 besitzt in Längsrichtung gesehen aufgespreizte End flächen 13. Aufgrund dieser werden die Wälzkörper 10 einerseits sehr gut geführt, wobei auch das Einfedern dieser erleichtert ist, anderer seits erweist sich diese Variante als spritztechnisch besser gegenüber der vorher gezeigten.

Aus Fig. 6 geht ein Endstück 14 eines nicht näher bezeichneten Flachkäfigs hervor. Ein Hauptanwendungsgebiet dieses obengenannten Flachkäfigs würde sich auf Linearführungen beziehen. Dieses Endstück 14 besitzt wiederum Gliederteile 2. Je ein Gliederteil 2 verfügt über einen Zapfen 9 oder 6 und eine Bohrung 8 oder 7. Das Stegteil 3, hier das Endstück 14 begrenzend, verfügt über eingesetzte Kunststoffelemen te 15.

Wie der Fig. 7 besser zu entnehmen, überragen die Kunststoffelemente 15 des Endstücks 14 in Richtung auf nicht dargestellte Wälzkörper laufbahnen. Aufgrund dieser Ausbildung eignet sich das Endstück 14 beispielsweise als Schmutzabstreifer bzw. als Öler für die Wälzkörper laufbahnen. Im letzteren Fall wäre es dann denkbar das als Kunst stoffelement 15 bezeichnete Teil aus Filz auszubilden, und dieses dann mit Öl zum Zwecke der Schmierung der Wälzkörperlaufbahnen zu tränken.

Bezugszahlenliste

1 Kettenglied
2 Gliederteil
3 Stegteil
3a Lasche
3b Innenfläche
3c Außenfläche
4 Stegseite
5 Stegseite
6 Zapfen
7 Bohrung
8 Bohrung
9 Zapfen
10 Wälzkörper
11 Käfig
12 Raum
13 Endfläche
14 Endstück
15 Kunststoffelement

Claims

1. Käfig (11) für ein Wälzlager, bestehend aus einzelnen, miteinander verbundenen Kettengliedern (1), die Wälzkörper umschließen, wobei die Kettenglieder (1) über gabelförmige Gliederteile (2) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich Laschen (3a) der gabelförmigen Gliederteile (2) eines jeden der Kettenglieder (1) von einem mittleren Stegteil (3) ausgehend, in beiden Längsrichtungen erstrecken, wobei, bezogen auf eine Längsmittelachse, die Laschen (3a) einer Stegseite (4) zu Laschen (3a) der jeweils anderen Stegseite (5) um einen kleinen Betrag versetzt ausgebildet sind und gemeinsam mit dem gabelförmigen Gliederteil (2) eines benachbarten Kettengliedes (1) eine Aufnahme für den Wälzkörper bilden.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils beidseitig des Stegteiles (3) angreifenden Laschen (3a) derart zuein ander versetzt sind, daß eine Innenfläche (3b) der einen Lasche (3a) mit einer Außenfläche (3c) der anderen Lasche (3a) fluchtet.

3. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3a) beidseitig des Stegteiles (3) mit gleichem Abstand angeordnet sind.

4. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Lasche (3a) einer Stegseite (4 oder 5) über einen vorzugsweise nach außen ragenden Zapfen (6 oder 9), und die ihr in Axial- als auch in Radialrichtung gegenüberliegende Lasche (3a) über eine Bohrung (8 oder 7) verfügt.

5. Käfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6, 9) die Gesamtbreite des jeweiligen Kettengliedes (1) in Axialrichtung nicht, oder nur geringfügig, überschreiten.

6. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallinie der Wälzkörper (10) in etwa der Axiallinie zwischen einem Zapfen (6 oder 9) und einer ihm in Axialrichtung gegenüberliegenden Bohrung (7 oder 8) entspricht.

7. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenglie der (1) aus einem polymeren und/oder spritzbaren Leichtbauwerkstoff bestehen.