DE518257C - Kugellagerkaefig - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Kugellagerkäfig, insbesondere für zweireihige Lager, mit zwei sich ergänzenden Ringteilen, die in der Weise miteinander verbunden sind, daß an dem einen Teil vorspringende Lappen durch Öffnungen des anderen Teils gesteckt und dann umgebogen werden.

Es ist bereits ein Kugellagerkäfig bekannt, bei dem zwei Ringteile von U-förmigem Querschnitt derart ineinander gesteckt werden, daß die an den beiderseitigen Schenkeln angeordneten Lappen durch Öffnungen des anderen Teils gesteckt und dann umgebogen werden. Dieser Käfig ist jedoch für ein zweireihiges Lager nicht brauchbar, da auf beiden Seiten des Käfigs Lappen nach dem Zusammensetzen umgebogen werden müssen. Die nach der Mittellinie des zweireihigen Lagers zu liegenden Lappen sind jedoch unzugänglich, können also

ao nicht umgebogen werden. Bei diesem bekannten Käfig läuft außerdem der U-förmige Querschnitt nicht in voller Stärke um den ganzen Umfang herum, er ist vielmehr nur zwischen den Kugeln ausgebildet, während der Käfig an den Sitzstellen der Kugeln selbst die Gestalt von sphärischen Kugeltaschen besitzt, die aber nicht so widerstandsfähig sind.

Es ist ferner ein Käfig bekannt, bei dem der innere Ringteil einen durchlaufenden U-förmigen Querschnitt aufweist. Dieser Ringteil ist durch radiale Schnitte in Segmente unterteilt und wird durch einen außen umgelegten einteiligen Ring zusammengehalten. Diese Bauart ist jedoch nur für Kugellager geeignet, die als axiale Stützlager zu dienen haben, dagegen nicht für gewöhnliche Traglager mit radialer Aufnahme der Last.

Gemäß der Erfindung werden die Mängel der bekannten Anordnungen dadurch vermieden, daß derjenige Ringteil, welcher bei einem zweireihigen Lager innen liegt, aus einem Körper von wesentlich U-förmigem Querschnitt gebildet ist, dessen Grundteil der · Mittellinie des Lagers zugekehrt ist, während der andere äußere Ringteil sphärische Ausbauchungen für die Kugeln aufweist und mit den Löchern zum Durchstecken der an einem Schenkel des inneren Ringteils angeordneten Lappen versehen ist.

Bei dem Käfig der Erfindung liegen also bei einem zweireihigen Lager die umzubiegenden Lappen nur auf den zugänglichen Außenseiten des Lagers. Nach der Mittellinie des Lagers hin besitzt der Querschnitt des Käfigs ferner die Gestalt eines ununterbrochen umlaufenden U. Dadurch erhält der Käfig hier bemerkenswerte Steifigkeit.

Die der Mittellinie des Lagers zugekehrte Innenseite des Ringes kann flach ausgebildet werden, so daß sich die beiden Käfige beim zweireihigen Lager mit ihren flachen Böden beim Zusammenbau aufeinander aufsetzen. Der beim Umbiegen der äußeren Lappen entstehende axiale Schub wird infolgedessen von dem einen Käfig gut auf den andern übertragen. Dadurch, daß der ununterbrochen umlaufende U-förmige Quer-

ίο schnitt nach der Innenseite des zweireihigen Lagers zu neben den Kugeln angeordnet ist, erhält man die Möglichkeit, die Kugeln dicht aneinander zu rücken, so daß die Zahl der Kugeln erhöht wird. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, an den zwischen den Kugeln liegenden Schenkeln des inneren Ringteils Verstärkungsflügel anzubringen, die vorzugsweise an einem Außensatz angebracht und so beschaffen sind, daß sie sich gegen den Ergänzungsteil abstützen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht; es sind:
Abb. ι Querschnitt eines Teils eines zweireihigen Lagers, wobei die rechte Hälfte der Abbildung der Deutlichkeit wegen so dargestellt ist, als ob sich die gezeichnete Kugel in der Zeichenebene befände, während gleichzeitig der Querschnitt des Kugelkäfigs, der zwischen den Kugeltaschen liegt, eingezeichnet ist;

Abb. 2 Schaubild einer Käfighälfte in kleinerem Maßstab; .
Abb. 3 Schaubild der anderen Käfighälfte; Abb. 4 Seitenansicht eines Teils des Lagers; Abb. 5 Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Käfigs.

In Abb. I ist mit 2 der Laufring eines Lagers dargestellt, der an seinen Enden Stützschultern 4 besitzt, an deren Innenseiten sich die Laufbahnen 6 für zwei Reihen von Kugeln 8 und 10 anschließen. Ein zweiter Laufring 12 besitzt eine mittlere Rippe 14, die sich zwischen die Reihen der Kugeln erstreckt und zu beiden Seiten Laufbahnen 16 hat. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Laufring 2 der innere und der Laufring 12 der äußere Ring eines Lagers. Bei dem inneren Ring 2, oder allgemeiner bei dem Ring, der an seinen Enden die Stützschultern besitzt, sind die Laufbahnen 6 vorzugsweise über die vertikalen Mittellinien der Kugeln hinaus gekrümmt, wo sie in flache zylindrische Flächen oder Rippen 18 und 20 auslaufen. In der Mitte hat dieser Laufring eine ringförmige Nut oder Verbindung 21 zwischen den Rippen 18 und 20. Die Nut ist radial ein wenig tiefer als die Laufbahnen 6, jedoch ist der Boden der Nut von der Rippe 14 . weniger weit entfernt als der Kugeldurchmesser groß ist. Die Rippe 18 ist eine Schnapprippe, die genau auf ihre Größe bearbeitet ist und radial nach dem äußeren Laufring hin vorspringt. Ist diese Schnapprippe an dem inneren Laufring, wie gezeichnet, angeordnet, so hat sie einen etwas größeren Durchmesser, als dem tiefsten Punkt der benachbarten Laufbahn entspricht. Die Rippe 20 kann etwas höher sein als die Rippe 18.

An dem einen Ende des Lauf ringes 2 ist vorzugsweise ein Schlitz 22 angeordnet, der durch die Schulter 4 schräg so geschnitten ist, daß er in den Laufweg 6 an einem Punkte oder einer Rippe 24 einschneidet. Ein entsprechender Füllschlitz 26, der eine Ouerkrümmung aufweist, ist an das eine Ende des anderen Lauf- rings 12 geschnitten. Es würde jedoch auch einer von den beiden Schlitzen bei genügender Tiefe ausreichen, damit man die Kugeln einzeln einsetzen könnte. Der Schlitz 26 schneidet in die benachbarte Laufbahn 16 bei einem Punkt oder einer Rippe 28 ein, die gewöhnlich auf der inneren Seite der Vertikalmittellinie durch die Kugeln 10 liegt. Keiner der beiden Füllschlitze geht bis auf den Boden seiner Laufbahn 6 oder 16. Der Mittelpunkt der Querkrümmung des Schlitzes 26 liegt vorzugsweise in einem Punkt 27 an der Seite des Lagers. Der Abstand zwischen den Eintrittsenden der zusammenarbeitenden Schlitze ist ein wenig größer als der Kugeldurchmesser, so daß die Kugel frei eintreten kann. Der Mittelpunkt 27 der Krümmung ist jedoch so gelagert, daß sich die Öffnung für den Eintritt der Kugeln, je mehr sie sich den Rippen 24 und 28 nähert, verengt. Die Krümmung gestattet den Kugeln ebenfalls, über dem ungeschnittenen Teil der Schulter 4 hinüber zu treten, wobei auch noch das volle Material in dem äußeren Laufring außerhalb des Schlitzes stehen geblieben ist. Ein gerader Schlitz bei 26 würde einen tieferen Schlitz bei 22 erfordern. Vom Eintrittsende der Füllöffnung aus gesehen ist die Krümmung der Schlitze ein wenig größer als der Kugelradius. Jede Laufbahn 16 ist vorzugsweise noch über die vertikale Mittellinie der Kugeln hinaus nach außen fortgesetzt, wo die Laufbahnen bei 30 in Rippen 32 auslaufen, welche über die Kugeln greifen. Die Rippe, die über die Kugeln 8 übergreift, ist vollkommen ununterbrochen und besitzt keinen Eüllschlitz, Der radiale Abstand zwischen der Rippe 32 und dem Boden der mittleren Nut 21 ist größer als der Kugeldurchmesser, jedqch ist der radiale Abstand zwischen der Rippe 32 und der Rippe 18 kleiner als der Kugeldürchmesser, was sich aus der Art des Zusammenbaus ergibt. Es sind also so sich gegenüberstehende winklige Laufbahnen geschaffen worden, in die die Kugeln zwischen den Punkten 24 und 28 hindurch einschnappen. Per Punkt 24 stellt zweckmäßig" einen höheren Vorsprung gegenüber dem Eintritt oder Austritt der Kugeln bei zusammen-

gebautem Lager dar, weil unter der Last die Berührungsellipsen der Kugeln auf dem inneren Ring langer sind.

Ein Verfahren zum Zusammenbau des Lagers besteht in folgendem:

Eine Kugelreihe, beispielsweise die Kugeln 8, wird in der mittleren Nut 21 gelagert, und es wird dann ein Käfig aufgesetzt, wobei der äußere Lagerring noch entfernt ist. Darauf wird der

ίο innere Laufring mit seinen Kugeln und dem Käfig, gemäß Abb. i, axial nach rechts in den äußeren Laufring eingeschoben. Die Kugeln 8, die dann in der mittleren Nut 21 liegen, treten frei in den Mantel der Rippe 32 ein und legen sich in die linke Laufbahn 16. Sie werden dabei als eine Gruppe über die Schnappringe 18 in die benachbarte Laufbahn 6 hineingezwungen. Durch diese Schnappverbindung werden die Teile des Lagers für die weitere Behandlung zusammengehalten, und da jede Laufbahn 6 sich bis zu dem Punkt 34 auf den Rippen 18 oder 20 ausdehnt, werden die Kugeln zu beiden Seiten ihrer vertikalen Mittellinien unterstützt. Nachdem darauf das innere Glied eines zweiteiligen Käfigs, wie er noch beschrieben wird, eingesetzt ist, werden die Kugeln in der Reihe 10 eine nach der anderen durch die Füllschlitze eingesetzt, wobei der Ring 2 etwas durch eine äußere Kraft verdreht wird, wodurch das Einsetzen ohne Klemmung der Kugeln erleichtert wird. Während hiernach der innere Laufring beim Zusammenbau etwas bewegt werden soll, kann auch eine gegenseitige axiale Bewegung der Laufringe angewandt werden.

Die beiden Kugelreihen haben gleiche Käfige, obwohl die Käfige auch ungleich sein könnten. Bei einem zweireihigen Lager der beschriebenen allgemeinen Gattung können gefüllte Käfige bei beiden Reihen nicht angewandt werden, wenn nicht Kugeln vorher zwischen die Laufringe gesetzt worden sind. Infolgedessen müssen die Kugeln 10 in der zweiten Reihe einzeln eingesetzt werden. Bei einem solchen Lager ist man also in der Bauart der Käfige ziemlich beschränkt, namentlich bei dem Käfig für die zweite oder letzte Kugelreihe. Der Käfig soll jedoch mehr sein als ein einfaches Abstandmittel für die Kugeln, da er verhüten soll, daß die Kugeln an den Füllschlitzen heraustreten. Infolgedessen muß der Käfig über den Kugeln geschlossen oder seine Hälften müssen darüber miteinander befestigt werden. Außerdem ist die innere Seite des Ringes bei einem zweireihigen Lager unzugänglich für die Befestigung, wobei immer eine Beeinträchtigung eines Käfigs eintreten kann. Ferner wird durch die mittlere Rippe 14 die radiale Abmessung eines Käfigs in der einen Richtung und durch die Stützschultern 4 in der anderen Richtung beschränkt. Endlich verlangt die Befestigungsweise des zweiten Käfigs eine besondere Bauart des ersten, oder macht sie wenigstens erwünscht. Alle diese Anforderungen stehen im Widerspruch mit der Anforderung nach einem leichten und kräftigen Käfig, der die Kugeln mit einem Mindestmaß von Reibung sorgfältig führt.

Jeder Käfig besitzt gemäß der Erfindung zwei Hälften oder Ringe 40 und 42. Der Ring 40 besitzt einen zusammenhängenden radial sich erstreckenden Grundteil 44, der in seitlich sich erstreckende Flansche 50 und 52 ausläuft. Die Kanten der Flansche sind so gekrümmt, daß sie Kugeltaschen bilden, und daß sie den Grundteil 44 in gewissem Abstand von den Kugeln halten und ihn nahe an die Mittellinie des Lagers heranbringen. Die Taschen in einem solchen Flansch, beispielsweise 50, bilden ebenfalls Sitze für die Kugeln. Dieser Teil des Käfigs muß einen solchen Innendurchmesser haben, daß er über die Schulter 4 herausgehen kann und einen solchen äußeren Durchmesser, daß er frei unter der Rippe 14 läuft. Da die radiale Ausdehnung notwendigerweise klein ist, ist dieser Teil des Gehäuses im Querschnitt U-fÖrmig gestaltet, um ihn kräftig zu machen. Der radial sich erstreckende Grundteil 44 ist ununterbrochen flach geformt, so daß er eine Stütze bilden kann, wie noch gezeigt wird. Der Flansch 50 erstreckt sich axial zwischen den Kugeln und bildet eine Reihe von Querlappen 54, die sich über die vertikale Mittellinie der Kugeln hinaus ausdehnen und sich ihnen bis zur Mittellinie anschmiegen. Der andere Flansch 52 dehnt sich ebenfalls zwischen die Kugeln aus und bildet eine Reihe von Querlappen 56. Jeder Lappen 56 besitzt einen mittleren wesentlich graden Teil und seitliche Ansätze 58. Diese Ansätze oder Flügel ragen zweckmäßig nach außen und passen sich den Kugeln bis zur vertikalen Mittellinie an, ohne sie jedoch zu berühren. Der mittlere Teil der Lappen 56 entfernt sich nach außen hin ein wenig von den Lappen 54 und die Flügel 58 wachsen in ihrer Höhe schrittweise an bis zu einem Punkt, der jenseits der Mittellinie liegt, wo die Flügel in Stützkanten 60 enden. Der Querschnitt ist ein anwachsendes U oder ein Trog, wodurch die Lappen versteift werden. Nach außen hin machen sich die Flügel den Vorteil des größer werdenden Abstandes außerhalb der Rippe 14 zunutze, so daß sie hier eine größere Oberfläche der Kugeln einschließen. An jedem Mittelteil sitzt eine etwas schmälere Verlängerung oder eine Zunge 62 für einen noch zu erläuternden Zweck.

Der andere Käfigabschnitt oder Ring 42 hat its gekrümmte Kugeltaschen in seiner Seitenwandung 64, die eine größere radiale Ausdehnung hat als der Grundteil 44 des anderen Ringes. Der Ring 42 ist zwischen den Kugeln mit einer Reihe flacher, radialer Leisten 66 versehen, die sich gegen die Enden der Lappen 54 und 56 stützen. Die Leisten 66 haben größere

radiale Ausdehnung nach der Führungsbahn 6 zu als die Seitenwände 64. In jeder Leiste 66 ist eine Öffnung 68, durch welche die Zungen 62 hindurchgesteckt und umgebogen werden, so daß sie die Kafighälften zusammenhalten. Auf diese Weise sind die beiden Käfighälften durch eine Reihe hohler gehäuseartiger Versteifungsglieder verbunden und verspannt, die einen starken axialen Druck aushalten können und den Schmierstoff festhalten.

Die Kugelreihe 8 kann augenscheinlich mit den Kafighälften vereinigt und darin befestigt werden, bevor die Kugeln als eine Gruppe in den äußeren Laufring eingesetzt werden. Zum Einbau der anderen Kugelreihe 10 und ihres Käfigs wird zunächst die Hälfte oder der Ring 40 zwischen die Lauf ringe gesteckt, wobei die Grundfläche 44 des Käfigs auf der Grundfläche 44 des vorhergehenden Käfigs ruht. Dabei steht die Achse der Laufringe vorzugsweise vertikal, und der erste Käfig ruht auf einer geeigneten Unterlage. Die Kugeln ig werden dann Stück für Stück durch die Füllschlitze in die Kugelsitze des Ringkäfigs 40 eingesetzt, wobei dieser rund gedreht wird, um die Kugeln zu empfangen. Darauf wird der Käfigabschnitt oder Ring 42 aufgesetzt, indem die Zungen 62 durch seine öffnungen 68 treten. Der erste Käfig mit seiner kräftigen rahmenartigen Bauart widersteht einer Verwindung infolge des Umbiegens oder der Wirkung eines Klemminstruments, das an den Zungen 62 angesetzt wird, und die steifen Lappen des zweiten Käfigrings verhindern ein Verdrücken oder Verdrehen, wenn die kleineren Zungen umgebogen und verklammert werden. Daraus ergibt sich, daß die besonderen Anforderungen, die an den zweiten Käfig gestellt werden, ebenso ganz allgemein bestimmte Eigenschaften des ersten Käfigs voraussetzen, da ein gewöhnlicher erster Käfig dem endgültigen Verklammerungsdruck nicht ohne Verbiegung standhalten würde. Hört der Verklammerungsdruck auf, so gehen die beiden sich berührenden Grundteile 44 der Käfige infolge der Elastizität ihrer Teile wieder ein wenig auseinander, und die Käfige laufen ohne Reibung um.

Die Verklammerung am zweiten Käfig kann ebenfalls dadurch hergestellt werden, daß man ; einen radialen Druck auf die Zungen 62 ausübt. Dieser Druck preßt die Ringtaschen 64 auf die Lagerachse hin, und durch den Rückdruck der Kugeln wird der zweite Käfig abgehalten, sich dem ersten zu nähern. Die Öffnungen 68 für die Aufnahme der Zungen 62 und die Kugelsitze auf dem Flansch 50 liegen in gleichen Abständen zwischen den Punkten, wo die Kugeln sich mit ihren winkeligen Laufbahnen berühren. Daraus ergibt sich, daß die Befestigungsmittel des Käfigs an den Stellen sitzen, wo die Kugeln das größte Bestreben haben, die Kafighälften auseinanderzuspreizen, was eine beträchtliche Steifigkeit des Käfigs zur Folge hat.

In Abb. 5 ist ein Käfig mit Lappen 154 dargestellt, die im Winkel angeordnet sind und sich gegen die Leisten 166 der äußeren Käfighälften bei 167 stützen. Die Lappen 156 besitzen keine Flügel, sondern sind gewölbt und besitzen Stützschultern 160 an den Seiten der Zunge 162. Die winkelige Anordnung der Lappen 154 verhütet, daß sie unter dem Druck der Kugeln nach der Lagerachse zu durchgebogen werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kugellagerkäfig, insbesondere für zweireihige Lager, mit zwei sich ergänzenden Ringteilen, die in der Weise miteinander verbunden sind, daß an dem einen Teil vorspringende Lappen durch Öffnungen des anderen Teils gesteckt und dann umgebogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Ringteil (40), welcher bei einem zweireihigen Lager innen liegt, aus einem Körper von Wesentlich U-förmigem Querschnitt gebildet ist, dessen Grundteil (44) der Mittellinie des Lagers zugekehrt ist, während der andere äußere Ringteil (42) sphärische Ausbauchungen (64) für die Kugeln aufweist und mit den Löchern zum Durchstecken der an einem Schenkel des inneren Ringteils angeordneten Lappen versehen ist.

2. Kugellagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Schenkel mit Flügeln (58) ausgerüstet sind, wobei die Flügel vorzugsweise an einem Außensatz (56) angebracht und so beschaffen sind, daß sie sich gegen den Ergänzungsringteil (42) abstützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen