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Außenzentrierter Kugellagerkäfig aus Blech mit zylindrischen Kugeltaschen
Außer den bekannten Kugellagern, bei welchen der aus zwei Hälften zusammengenietete
Blechkäfig sphärisch ausgebildete Taschen aufweist, in welchen die Kugeln sowohl
seitlich als auch radial und in Umfangsrichtung begrenzt sind, so daß der Käfig
an den Kugeln selbst geführt ist, sind Kugellager in Gebrauch, bei welchen die Führung
des Käfigs an einem der beiden Lagerringe erfolgt. Bei diesen Kugellagern sind die
Kugeltaschen zylindrisch ausgebildet, so daß die Kugeln sich in radialer Richtung
frei bewegen können. Es sind zwei Ausführungen solcher Kugellager möglich, je nachdem
ob der Käfig an der Innenfläche des äußeren Laufringes oder an der Außenfläche des
inneren Laufringes geführt wird. Im ersten Falle spricht. man von einem außenzentrierten
und im zweiten Falle von einem innenzentrierten Kugellagerkäfig. Die Bauart mit
Außenzentrierung, bei welcher also der Käfig an den Schultern des äußeren Laufringes
geführt wird, ist deshalb vorteilhaft, weil bei diesen Kugellagern infolge der Fliehkraftwirkung
die Stellen, an welchen der Käfig an dem äußeren Laufring geführt wird, ständig
von dem Schmiermittel bestrichen werden.
Bei den bekannten Kugellagern
mit außenzentriertem Käfig wird jedoch diese Schmierung nur unvollkommen erreicht,
da der aus zwei symmetrischen Blechteilen zusammengesetzte Käfig durch abgewinkelte
Gleit- und Anlageflächen, welche beiderseits durch parallele Ebenen begrenzt sind,
an den Schultern des äußeren Laufringes geführt wird, so daß diese durch die Gleit-
und Anlageflächen vollständig oder nahezu abgedeckt werden. Dadurch wird einerseits
der Zutritt des Schmiermittels zu den Schultern des äußeren Laufringes verhindert
oder zumindest erschwert und andererseits das Reinigen oder die Beobachtung dieser
Stellen bei einer Revision des Lagers praktisch unmöglich gemacht. Ein Kugellager
der bekannten Bauart ist daher zur Verwendung bei hohen Drehzahlen ungeeignet, da
seine Schmierung nicht in ausreichendem Maße gewährleistet ist. Dazukommt, daß ein
derartiges Lager von dem sich ansammelnden Schmutz nur ungenügend durch äußere Einwirkung
gereinigt werden kann, sondern für eine gründliche Reinigung zerlegt werden muß.
Schließlich ist auch die Fertigung solcher Käfige mit Schwierigkeiten verbunden,
da zur Herstellung der beiden hälftigen Blechteile des Käfigs zunächst unter sehr
hohem Druck ein besonders geformter und profilierter Ring gepreßt werden muß. Dieser
Ring erhält durch das Pressen Flansche, die mehr oder weniger gezackt sind und nachträglich
abgedreht werden müssen, um die parallele Begrenzung der Gleit- und Anlageflächen
zu erhalten.
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Die Erfindung hat sich die Vermeidung dieser Mängel zum Ziele gesetzt.
Zu diesem Zweck wird ein außenzentrierter Kugellagerkäfig aus Blech mit zylindrischen
Kugeltaschen, in welchen die Kugeln radial frei beweglich sind, bestehend aus zwei
symmetrischen Käfighälften, die abwechselnd zur Bildung der Kugeltaschen dienende
halbzylindrische Teile sowie ebene, zur gegenseitigen Verbindung dienende Anlageflächen
aufweisen und an ihrem äußeren Rand zur Bildung von zylindrischen Führungsflächen
rechtwinklig nach auswärts umgebördelt sind, gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet,
daß die Bördelbreite des rechtwinklig nach außen vorstehenden, den Käfig am äußeren
Lagerring führenden Randes an allen Stellen des Ringumfanges praktisch gleich ist,
derart, daß unter Bildung von Schmierräumen die in axialer Richtung gemessene Gesamtbreite
der Umbördelung beider Käfighälften an den Anlagestellen kleiner ist als die lichte
Weite der Kugeltaschen.
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Durch diese Ausbildung wird außer einer guten Führung des Käfigs an
dem äußeren Laufring erreicht, daß die Innenfläche des äußeren Laufringes an den
Stellen, an welchen die beiden Käfighälften aneinanderliegen, weitgehend frei ist,
so daß die den Käfig führenden Schultern des äußeren Laufringes für den Zutritt
des durch die Fliehkraft nach außen geschleuderten Schmiermittels und ebenso für
das Reinigen von angesammeltem Schmutz sowie für die Beobachtung bei der Revision
des Lagers zugänglich sind. Zu diesen Vorteilen der Wirkungsweise kommt noch eine
erhebliche Vereinfachung der Fertigung hinzu. Die beiden Käfighälften können nämlich
aus einem einfachen, ebenen Blechring mit verhältnismäßig geringem Preßdruck gefertigt
werden, wobei die beiden Käfighälften in ihrer endgültigen Form anfallen, ohne daß
eine Nachbearbeitung dieser Preßteile erforderlich wäre.
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Es ist an sich ein Kugellager bekannt, bei dem der Kugellagerkäfig
aus zwei symmetrischen Käfighälften besteht, deren rechtwinklig nach auswärts umgebördelte
Ränder in der Gesamtbreite wellenförmig verlaufen, um das Gewicht des Käfigs zu
vermindern. Es handelt sich dabei um eine Bauart mit sphärischen Kugeltaschen, bei
welcher also der Käfig an den Kugeln selbst geführt ist, so daß hier das der Erfindung
zugrunde liegende Problem überhaupt nicht auftritt. Dasselbe gilt für ein bekanntes
Kugellager, bei welchem der in der Nähe des inneren Lagerringes abgewinkelte Rand
des Käfigs etwa sinusförmig geschwungen ist, um eine erhöhte Festigkeit, ein geringeres
Gewicht und ein gefälliges Aussehen zu erzielen.
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Eine Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Käfigs
wird an Hand der Zeichnung erläutert.
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Fig. I zeigt das vollständige Kugellager mit einem gemäß der Erfindung
ausgebildeten Käfig, wobei die untere Hälfte im Schnitt durch die Verbindungsebene
beider Käfighälften dargestellt ist und die vordere Käfighälfte an dieser Stelle,
sowie zwei von den acht Kugeln des Lagers entfernt sind; Fig. 2 stellt eine ausgeschnittene
Hälfte des erfindungsgemäßen Käfigs dar, von innen gesehen; Fig. 3 entspricht derselben
Darstellung, von außen gesehen; Fig. 4 entspricht dem Schnitt IV-IV der Fig. I;
Fig. 5 entspricht dem Schnitt V-V der Fig. I. Das dargestellte Kugellager mit dem
weiter unten beschriebenen Käfig besteht aus der inneren Lagerschale I mit der Laufbahn
2, aus den Kugeln 3 und aus der äußeren Lagerschale 4 mit der Laufbahn 5.
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Die Kugeln 3 werden durch den aus den beiden aneinanderliegenden Hälften
6 und 7, die durch Niete 8 miteinander verbunden sind, gebildeten Käfig gehalten
und geführt.
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Wie die Fig. I der Zeichnung erkennen läßt, ist dieser Käfig an der
äußeren Lagerschale 4 zentriert, während er der inneren Lagerschale I gegenüber
mit Spiel 9 läuft.
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Von den acht Kugeln des Lagers wurden in Fig. I zwei entfernt, um
die untere Hälfte der hinteren Käfighälfte 7 auf der linken Seite vollständig sichtbar
zu machen.
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Jede dieser Käfighälften wurde aus einem ringförmigen Werkstück gestanzt,
und zwar aus einem gewöhnlichen, durch zwei konzentrische Kreise begrenzten Metallring.
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Dabei wurde der innere Teil der Ringe derart verformt, daß wechselweise
ebene Verbindungsteile io entstehen (s. Fig. 2), die gegeneinanderzuliegen kommen,
d. h. diese Teile einer Käfighälfte gegen dieselben Teile der anderen Käfighälfte,
und
halbzylindrische Teile II (s. Fig. 2), welche paarweise zylindrische
radialgerichtete Ausnehmungen zur Aufnahme und zum Führen der Kugeln 3 bilden.
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Der äußere Teil des Ringes wird hingegen im rechten Winkel zur Ebene
der Käfighälfte nach außen umgebogen, so daß eine seitliche Umbördelung 12 entsteht,
welche eine äußere zylindrische Anstoßebene des Käfigs begrenzt, wodurch dieser
letztere in der äußeren Lagerschale 4 zentriert wird. Wie bereits gesagt, unterliegt
dieser Teil somit einem Strecken, das seine Oberfläche äußerst glatt gestaltet und
das Zentrieren mit um so weniger Reibung sichert.
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Die erhaltene Umbördelung 12 weist praktisch in allen Stellen gleiche
Breite auf, derart, daß die in axialer Richtung gemessene gesamte Breite beider
benachbarter Umbördelungen im Bereich der ebenen Verbindungsteile Io, d. h. zwischen
den Pfeilen x der Fig. 3, kleiner ist als der innere lichte Durchmesser y der die
Kugeln führenden zylindrischen Ausnehmungen.
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Dieses Profil besitzt in ausgeprägter Weise die Vorteile derartiger
Profile, d. h. daß gegenüber den Verbindungsstellen, wie 13 (s. Fig. 5), die äußere
Laufbahn erreichbar ist, trotzdem eine zylindrische Außenfläche den Käfig in der
Lagerschale reichlich zentriert. Das erleichtert nicht nur das Reinigen des Lagers,
sondern sichert seine einwandfreie Schmierung, auch mittels Fett und bei den größten
Umlaufgeschwindigkeiten.