WO2015197059A1

WO2015197059A1 - Käfig für ein wälzlager, wälzlager und planetenradlagerung

Info

Publication number: WO2015197059A1
Application number: PCT/DE2015/200316
Authority: WO
Inventors: Alexander Pabst; Frank Beeck; Jesko Jaekel; Michael Kaufmann; Rudolf BRÜCKNER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2015-12-30
Also published as: DE102014212270A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig für zylindrische Wälzkörper eines Wälzlagers, umfassend zwei den Käfig axial begrenzende Ringborde (2, 3) und mehrere zwischen den Ringborden angeordnete Stege (4), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (6) radial nach innen abgekröpft ist. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs zur Breite des Käfigs kleiner als 0,7.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Käfig für ein Wälzlager, Wälzlager und Planetenradlagerung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Käfig für zylindrische Wälzkörper eines Wälzlagers, umfassend zwei den Käfig axial begrenzende Ringborde und mehrere zwischen den Ringborden angeordnete Stege, von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt radial nach innen abgekröpft ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Wälzkörperkäfig ist aus der DE 102010 035 797 A1 bekannt. Der- artige, auch als M-Profil-Käfige bezeichnete Wälzkörperkäfige werden aus einem fortlaufenden Bandmaterial durch mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte durch Stanzen, Prägen, Beschneiden, Rundbiegen und Verschweißen hergestellt. Sie werden unter anderem bei hoch belasteten Lagern eingesetzt, beispielsweise für die Lagerung von Planetenrädern in Planetengetrieben. Durch die dort auftretenden hohen Lasten aufgrund der hohen Drehzahlen des Planetenträgers und des Achsabstands zum Planetenrad sowie durch die Eigenrotation des Planetenrads können bei herkömmlichen Käfigen Schäden auftreten. Durch die hohen wirkenden Fliehkräfte werden spezielle Käfiggeometrien eingesetzt, zudem ist eine spezielle Werkstoffbehandlung des Käfigs erforderlich.

Für bestimmte Anwendungen wäre es wünschenswert, ein breiteres Wälzlager einzusetzen, dessen Außendurchmesser gleich bleibt oder sogar kleiner ist.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Käfig anzugeben, der im Vergleich zu einem herkömmlichen Käfig eine größere Breite bei gleichbleibendem oder kleinerem Außendurchmesser aufweist. Beschreibung der Erfindung

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Käfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs zur Breite des Käfigs kleiner als 0,7 ist.

Der erfindungsgemäße Käfig ist ein sogenannter M-Profil-Käfig, dessen Stege jeweils einen mittleren, radial nach innen gekröpften Abschnitt aufweisen. Das erfindungsgemäße Durchmesser-Breiten-Verhältnis von weniger als 0,7 ermög- licht die Herstellung von langgestreckten Käfigen, die den im Betrieb auftretenden hohen Fliehkräften gewachsen sind. Der erfindungsgemäße Käfig ist als einreihiger Käfig ausgebildet, eine derartige einreihige Lagerung erfüllt höhere Anforderungen an die Tragfähigkeit als eine zwei- oder mehrreihige Lagerung. Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass er aus einem Bandmaterial durch Umformen hergestellt ist. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Käfigs möglich.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Käfigs kann vorsehen, dass er erste Hal- teflächen zur Halterung der Wälzkörper radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten zweite Halteflächen für die Halterung der Wälzkörper radial nach außen aufweist. Ein derartiger Käfig ist besonders gut dazu geeignet, die hohen während des Betriebs auftretenden Kräfte aufzunehmen. Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass die zweiten Halteflächen unmittelbar neben den Ringborden angeordnet sind. Das bedeutet, dass zwischen dem Ringbord und den zweiten Halteflächen jeweils lediglich ein kleiner Fretraum bzw. Abstand vorgesehen ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Wälzlager, umfassend einen Käfig der beschriebenen Art und in zwischen benachbarten Stegen gebildeten Taschen aufgenommene zylindrische Wälzkörper. Vorzugsweise sind die ersten Halteflächen des Käfigs und die Wälzkörper bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager voneinander beabstandet. Dementsprechend sind die ersten Halteflächen, die auch als Innenhalterungen bezeichnet werden,„freigestellt". Da zwischen den ersten Halteflächen des Käfigs und den Wälzkörpern kein Kontakt besteht, werden keine Kräfte in den Käfig eingeleitet, wodurch eine hohe Lebensdauer ge- währleistet ist.

Daneben betrifft die Erfindung eine Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe, mit einem Planetenrad, das mittels eines Wälzlagers der beschriebenen Art an einem Planetenbolzen gelagert ist. Die Planetenradlagerung kann beispiels- weise Bestandteil eines Planetengetriebes für ein Stufenautomatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 und 2 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Käfigs;

Figur 3 und 4 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines

Stegs des erfindungsgemäßen Käfigs; und Figur 5 und 6 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Der in Figur 1 und 2 gezeigte Käfig 1 umfasst zwei Ringborde 2, 3, die den Käfig 1 axial begrenzen sowie mehrere zwischen den Ringborden 2, 3 angeordnete Stege 4, wobei zwischen zwei benachbarten Stegen 4 jeweils eine Tasche 5 für einen Wälzkörper gebildet ist. Figur 3 und 4 zeigen eine Seitenansicht eines Stegs 4 und somit ein Detail des in Figur 1 gezeigten Käfigs 1. In Figur 3 erkennt man, dass ein mittlerer Abschnitt 6 des Stegs 4 radial nach innen abgekröpft ist. An dem abgekröpften mittleren Abschnitt 6 sind erste Halteflächen 7 ausgebildet, die sich an beiden Sei- ten des Stegs 4 in Umfangsrichtung erstrecken. An den beiden nicht abgekröpften Abschnitten 8, 9 sind jeweils zweite Halteflächen 10, 11 zur Halterung der Wälzkörper ausgebildet. Die zweiten Halteflächen 10, 11 erstrecken sich an bei-den Seiten des Stegs 4 in Umfangsrichtung. Aufgrund der in Figur 3 besonders gut erkennbaren Form werden derartige Käfige als M-Profil-Käfig bezeichnet. Der Käfig 1 ist teilweise bzw. im Wesentlichen durch ein Umformverfahren aus einem Bandmaterial hergestellt. Das Umformverfahren umfasst die folgenden Schritte: Stanzen, Prägen, Beschneiden und Rundbiegen. Anschließend erfolgt ein Schweißvorgang. Der einreihige aufgebaute Käfig 1 zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis seines Durchmessers zu seiner Breite kleiner als 0,7 ist. Dadurch kann er bevorzugt bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine große Breite und gleichzeitig ein gleichbleibender Außendurchmesser gefordert ist. Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Wälzlager 12, umfassend den Käfig 1 und Wälzkörper 13, die in den Taschen 5 aufgenommen sind. Die ersten Halteflächen 7 des Käfigs 1 sind so ausgebildet, dass sie während des Betriebs von den Wälzkörpern 13 beabstandet sind. Da die Wälzkörper 13 die Stege 4 nicht berühren, üben sie keine Kraft auf die Stege 4 aus, dementsprechend sind die auf den Käfig 1 einwirkenden mechanischen Belastungen gering im Vergleich zu herkömmlichen Käfigen, wodurch die Gefahr von Beschädigungen oder Verformungen reduziert wird. Der Käfig 1 eignet sich besonders gut für Anwendungen, bei denen hohe Fliehkräfte auftreten. Das in den Figuren 5 und 6 gezeigte Wälzlager 12 ist Bestandteil einer Plane- tenradlagerung für ein Planetengetriebe. Mittels des Wälzlagers 12 ist ein Planetenrad auf einem Planetenbolzen gelagert. Bezugszeichenliste Käfig

Ringbord

Steg

Tasche

Abschnitt

Haltefläche

Abschnitt

Haltefläche

Wälzlager

Wälzkörper

Claims

Patentansprüche

1. Käfig (1) für zylindrische Wälzkörper (13) eines Wälzlagers (12), umfassend zwei den Käfig (1) axial begrenzende Ringborde (2, 3) und mehrere zwi- sehen den Ringborden (2, 3) angeordnete Stege (4), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (6) radial nach innen abgekröpft ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs (1) zur Breite des Käfigs (1) kleiner als 0,7 ist.

2. Käfig nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Bandmaterial durch Umformen hergestellt ist.

3. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er erste Halteflächen (7) zur Halterung der Wälzkörper (13) radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten zweite Halteflächen (10, 11) für die Halterung der Wälzkörper radial nach außen aufweist.

4. Käfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Halteflächen (10, 11) unmittelbar neben den Ringborden (2, 3) angeordnet sind.

5. Wälzlager (12), umfassend einen Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und in zwischen benachbarten Stegen (4) gebildeten Taschen (5) aufgenommene zylindrische Wälzkörper (13).

6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Halteflächen (7) des Käfigs (1) und die Wälzkörper (13) voneinander beabstandet sind.

7. Planetenrad für ein Planetengetriebe, wobei das Planetenrad mittels eines Wälzlagers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einem Planetenbolzen gelagert ist.