DE4211400C2 - Käfig für ein Wälzlager oder für eine Linearführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Wälzlager oder für eine Linearführung, bestehend aus einzelnen Kettengliedern, die über von einem mittleren Stegteil sich in Längsrichtung zu je einer Stegseite erstreckende, gabelförmige Gliederteile mit je zwei Laschen miteinander verbunden sind, wobei ein Gliederteil einer Stegseite eines Kettengliedes axial mit einem Gliederteil der anderen Stegseite eines weite­ ren Kettengliedes bis nahe an das angrenzende Stegteil zusammengeschoben einen Raum für einen Wälzkörper bildet, welche Gliederteile eines Kettengliedes mit quer zum Käfig verlaufenden Bohrungen bzw. Zapfen versehen sind, die mit Zapfen oder Bohrungen des weiteren Kettengliedes ineinander gesteckt sind.

Ein derartiger Käfig ist aus der US-PS 3,219,398 vorbekannt. Je Stegseite ist ebenfalls ein gabelförmiges Gliederteil mit insgesamt zwei Laschen vorgesehen. Nachteilig ist es bei dem Käfig, daß die Laschen eines Kettengliedes unterschied­ lich beabstandet sind, d. h. es ist je eine breite und eine schmale Lasche vorgese­ hen. Die breite Lasche hat die nach innen ragenden Zapfen, wohingegen die schmale Lasche die Bohrungen aufweist. Dies führt dazu, daß für eine Montage des Käfigs diese Laschen aufgebogen werden müssen. Dieses Aufweiten muß im elastischen Bereich der Konstruktion liegen. Somit ist die Wahl des Werkstoffs und die konstruktive Auslegung eingeschränkt. Ungünstigstenfalls könnte ein gewisser plastischer Verformungsanteil zurückbleiben. Da beim Aufweiten der Laschen die­ se eine Kreisbahn beschreiben, ist zusätzlich bei der Montage mit Problemen beim Einführen in die Bohrungen zu rechnen. Die Zapfen stehen nicht in Flucht zu den Bohrungen. Des weiteren ist festzustellen, daß durch die nach innen ragenden Zapfen die Gefahr besteht, daß diese in Kontakt mit den Wälzkörpern kommen.

Somit muß der Verbindungsbereich sehr eng toleriert werden, was den Ferti­ gungsaufwand erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Käfig der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die eingangs beschriebenen Nachteile beseitigt sind und bei dem insbesondere dessen Kettenglieder leicht und ohne Belastung des Materials zu montieren sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 dadurch gelöst, daß die Laschen der einen Stegseite einen gleichen Abstand wie die Laschen der anderen Stegseite an einem Kettenglied besitzen und quer zum Käfig gesehen die Gliederteile zueinander versetzt sind, wobei eine auf eine Längsmittelachse bezogen innen liegende Lasche einer Stegseite den Zapfen aufweist, der nach außen ragt und eine außen liegende Lasche der Steg­ seite die Bohrung hat und sich die Zapfen sowie Bohrungen eines Kettengliedes diagonal gegenüber liegen.

Durch diese Maßnahmen sind die oben beschriebenen Nachteile beseitigt. Die hier genannte Ausbildung gestattet während des Montageprozesses ein einfaches Zusammenstecken der einzelnen Kettenglieder bzw. auch deren Demontage. Die Kettenglieder werden um einen kleinen Betrag zusammengeschoben und können anschließend zusammengesteckt werden. Auch ein Aufweiten und somit Belasten des Materials entfällt bei der erfindungsgemäßen Ausbildung.

Durch eine Wahl des hier beschriebenen Käfigs gelingt es mit nur einer Größe der Kettenglieder, denen Wälzkörper nur einer Größe zugeordnet sind, Käfige für Wälzlager beliebigen Durchmessers und großer Belastbarkeit zu erstellen. Durch den Versatz der Gliederteile zueinander fluchtet eine Innenfläche der einen Lasche mit einer Außenfläche der anderen Lasche.

Wie in Anspruch 2 beschrieben, überschreiten die nach außen ragenden Zapfen die Gesamtbreite des jeweiligen Kettengliedes in Axialrichtung nicht. Diese zweckmäßige Ausgestaltung minimiert die Breite des gesamten Wälzlagers.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die Axiallinie der Wälzkörper in etwa der Axialli­ nie zwischen einem Zapfen und einer ihm in Axialrichtung gegenüberliegenden Bohrung entspricht. Diese Ausbildung gestattet eine große Zahl von Wälzkörpern in einer gewählten Lagergröße zu integrieren. Somit liegt ein hinsichtlich der Trag­ zahl 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.

Um die Belastung des Zapfens zu mindern, ist es nach Anspruch 4 vorgeschlagen, die Bohrung jeweils einer Stegseite zu erweitern. Dies führt zu einer Minimierung der auf den Zapfen wirkenden Scherkräfte, da nun der Steg über die Wälzkörper belastet wird. Der Zapfen kann schwächer dimensioniert werden, was wiederum zu einer Einsparung an Material führt.

Schließlich geht aus Anspruch 5 hervor, daß die Kettenglieder des Käfigs aus ei­ nem polymeren und/oder spritzbaren Werkstoff bestehen. Diese Gestaltungsvari­ ante 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 gefertigt werden können, zu einer erheblichen Einsparung an Werkzeugkosten für die Spritzwerkzeuge.

Der Einsatz des hier beschriebenen Käfigs soll sich nicht nur auf Wälz- oder Linearlager erstrecken. Denkbar sind alle Anwendungsfälle, bei denen Körper aus zusammengesteckten Elementen bestehen. Applizierbar ist die erfin­ dungsgemäße Lösung beispielsweise auch an abgesetzten Wellen oder Kur­ belwellen. Eine Verwendung von Kugeln anstatt der zylindrischen Wälzkörper soll in den Schutzumfang dieser Erfindung ebenfalls mit eingeschlossen sein.

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

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 Fig. 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 ren 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 Flach­ käfigs hervor. Ein Hauptanwendungsgebiet dieses obengenannten Flachkä­ figs 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.

Bezugszeichenliste

1

Kettenglied

2

Gliederteil

3

Stegteil

3

aLasche

3

bInnenfläche

3

cAußenfläche

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 (5)

1. Käfig (11) für ein Wälzlager oder für eine Linearführung, bestehend aus einzel­ nen Kettengliedern (1), die über von einem mittleren Stegteil (3) sich in Längs­ richtung zu je einer Stegseite (4, 5) erstreckende, gabelförmige Gliederteile (2) mit je zwei Laschen (3a) miteinander verbunden sind, wobei ein Gliederteil (2) einer Stegseite (4, 5) eines Kettengliedes (1) axial mit einem Gliederteil (2) der anderen Stegseite (5, 4) eines weiteren Kettengliedes (1) bis nahe an das an­ grenzende Stegteil (3) zusammengeschoben einen Raum (12) für einen Wälz­ körper (10) bildet, welche Gliederteile (2) eines Kettengliedes (1) mit quer zum Käfig (11) verlaufenden Bohrungen (7, 8) bzw. Zapfen (6, 9) versehen sind, die mit Zapfen (9, 6) oder Bohrungen (8, 7) des weiteren Kettengliedes (1) inein­ ander gesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3a) der ei­ nen Stegseite (4) einen gleichen Abstand wie die Laschen (3a) der anderen Stegseite (5) an einem Kettenglied (1) besitzen und quer zum Käfig (11) gese­ hen die Gliederteile (2) zueinander versetzt sind, wobei eine auf eine Längs­ mittelachse bezogen innen liegende Lasche (3a) einer Stegseite (4, 5) den Zapfen (6, 9) aufweist, der nach außen ragt und eine außen liegende Lasche (3a) der Stegseite (4, 5) die Bohrung (7, 8) hat und sich die Zapfen (9) sowie Bohrungen (8) eines Kettengliedes (1) diagonal gegenüber liegen.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen ragen­ den Zapfen (6, 9) die Gesamtbreite des jeweiligen Kettengliedes (1) nicht über­ schreiten.

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

4. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (7, 8) gegenüber den Zapfen (6, 9) erweitert sind.

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