WO2023237146A1 - Käfig und wälzlager - Google Patents

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WO2023237146A1
WO2023237146A1 PCT/DE2023/100329 DE2023100329W WO2023237146A1 WO 2023237146 A1 WO2023237146 A1 WO 2023237146A1 DE 2023100329 W DE2023100329 W DE 2023100329W WO 2023237146 A1 WO2023237146 A1 WO 2023237146A1
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cage
positive locking
locking means
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fitting
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Manuel WINKLER
Melanie Swarat
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the object of the invention is therefore to provide a cage for guiding a plurality of rolling elements in a rolling bearing, which avoids the problems known from the prior art and in particular realizes a cage which can be mounted in a rolling bearing without a separate transport lock. It is also the object of the invention to develop an improved rolling bearing with a cage.
  • the inner ring can in particular connect the shaft receiving the rolling bearing with the rolling bearing or the rolling elements.
  • the shaft can be connected to the side of the lateral surface of the inner ring that faces the shaft, with the inner ring raceway opposite this lateral surface Roll the rolling elements of the rolling bearing.
  • the inner ring can be formed from a metallic and/or ceramic material. In principle, it is conceivable to design the inner ring in one piece or in several parts, in particular in two parts.
  • the first positive locking means and/or the second positive locking means have/have a first stop and a second stop, which limit the adjustment path of the first positive locking means relative to the second positive locking means in both circumferential directions.
  • the first form-fitting means comprises a first form-fitting element which extends in the circumferential direction out of the first free end and which extends into a corresponding second form-fitting element of the second which extends in the circumferential direction away from the second free end
  • Positive locking means intervenes is that the cage can be designed essentially all around with a closed lateral surface.
  • this version has proven to be particularly easy to install thanks to the intuitive “key-lock” principle of the plug-in connection.
  • first section and the second section of the first positive locking element have an axial overlap region which, in the assembled state of the first positive locking element, engages with the second positive locking element in a circumferentially extending slot of the second positive locking element .
  • a rolling bearing in particular a needle bearing, comprising a cage for guiding a plurality of rolling bodies in the rolling bearing according to one of claims 1-9.
  • Figure 1 shows a rolling bearing in a schematic axial sectional view
  • Figure 5 shows a third embodiment of a cage in a schematic axial section view.
  • 1 shows a rolling bearing 3 designed as a needle bearing with a cage 1 for guiding a plurality of rolling bodies 2 in the rolling bearing 3.
  • the rolling bodies 2 roll between the inner ring 25 and the outer ring 26 of the rolling bearing 3.
  • Figures 2-5 show the cage 1 indicated in Figure 2 in greater detail.
  • Figures 2-3 show a first embodiment of a cage 1 with a ring segment-like contour, which has a first free end 4 and a second free end 5 in the circumferential direction.
  • the first free end 4 of the ring segment-like cage 1 has a first positive locking means 6, into which a corresponding second positive locking means 7 of the second free end 5 engages in such a way that the first positive locking means 6 can be displaced in the circumferential direction relative to the second positive locking means 7 but is fixed in the radial and axial directions is in that the first positive locking means 6 rests on the second positive locking means 7 in the radial and axial directions.
  • the second form-fitting element 11 further has a third section 19 which extends in the axial direction and a fourth section 20 which extends in the axial direction and is radially offset therefrom, so that a shoulder-like shoulder 23 which extends in the circumferential direction and is directed radially inwards is defined.
  • the radially outwardly directed shoulder 14 of the first form-fitting element 10 then lies against the radially inwardly directed shoulder 23 of the second form-fitting element 11, as does the radially inwardly directed shoulder 15 of the first Positive locking element 10 rests on the radially outwardly directed shoulder 18 of the second positive locking element 11.
  • the cage 1 made of plastic is configured in the embodiment of Figures 2-3 as a pocket cage with a plurality of cage pockets 24 for receiving the rolling elements 2 designed as needles. It can also be seen from Figures 2-3 that the first positive locking means 6 and the second positive locking means 7 are formed in one piece, in particular monolithically, with the cage 1.
  • Figures 4-5 show alternative embodiments to the positive locking means 6,7 shown in Figures 2-3
  • a first form-fitting element 10 of a first form-fitting means 6 extends in the circumferential direction out of the first end 4 of the cage 1 and passes through a second form-fitting element 11 designed as an opening.
  • the first form-fitting element 10 has a cone-like element that functions as a snap-in connection. This can be compressed when the first positive locking element 10 is inserted through the opening and expands in the chamber formed behind the opening in the circumferential direction.
  • the cone-like element thus forms a first stop 8 and a second stop 9 with the chamber, but can be moved in the circumferential direction between these stops 8, 9 in the circumferential direction.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (1 ) zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern (2) in einem Wälzlager (3), wobei der Käfig (1 ) eine ringsegmentartige Kontur mit einem in Umfangsrichtung ersten freien Ende (4) und zweiten freien Ende (5) aufweist, wobei das erste freie Ende (4) des ringsegmentartigen Käfigs (1) wenigstens ein erstes Formschlussmittel (6) aufweist, in das ein korrespondierendes zweites Formschlussmittel (7) des zweiten freien Endes (5) so eingreift, dass das erste Formschlussmittel (6) gegenüber dem zweiten Formschlussmittel (7) in Umfangsrichtung versetzbar jedoch in radialer sowie axialer Richtung festgelegt ist, indem das erste Formschlussmittel (6) in radialer sowie axialer Richtung an dem zweiten Formschlussmittel (7) anliegt.

Description

Käfig und Wälzlager
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern in einem Wälzlager, wobei der Käfig eine ringsegmentartige Kontur mit einem in Umfangsrichtung ersten freien Ende und zweiten freien Ende aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Wälzlager.
Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Spannhülsen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Spannhülse oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen. Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering.
Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig ist in der Regel so ausgebildet, dass die Wälzkörper voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst geringgehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörper in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann.
In Getrieben von Nutzfahrzeugen, aber auch in E-Motoren für der PKW-Bereich, erfordert der verfügbare Bauraum teilweise sehr kompakte Wälzlagerausführungen, beispielsweise in Form von Nadellagern. Bei derartigen Nadellagerbauformen bestehend aus einem Innenring, einem Kunststoffkäfig und Wälzkörpern, deren Teilkreis im Verhältnis zur Lagerbreite und dem Wälzkörperdurchmesser sehr groß ist, kann aufgrund der Wärmedehnung des Kunststoffes in der Regel kein geschlossener Käfig realisiert werden. Offene Käfige wiederum benötigen üblicherweise ein weiteres Bauteil (Verpackungshülse, Kabelbinder etc.) zur zusätzlichen Sicherung des offenen Käfigs, sodass die Baugruppe in Gänze transportiert werden kann.
Diese Transportsicherungen wie die genannten Verpackungshülse, Kabelbinder etc. müssen dann nach der erfolgten Montage des Nadellagers entsorgt werden muss, da eine Mehrfachverwendung in der Regel nicht wirtschaftlich wäre.
Bei genannten Lagerbauformen kann die Wärmeausdehnung nicht in den Wälzkörpertaschen vorgehalten werden, sodass eine offene Ausführung erforderlich ist. Hierbei kann die Wärmeausdehnung im Schlitzbereich aufgenommen werden. Dieses Design beschränkt jedoch die Vielseitigkeit des Käfigs.
Sollte der Einbaufall den Einsatz einen geschlossenen Käfigs zulassen, ergibt sich in vielen Fällen eine weitere Einschränkung, da der benadelte Käfig nicht über die beiden festen Borde des Innenrings montiert werden kann. Hier muss wieder auf eine geschlitzte Variante und die zusätzliche Transportsicherung zurückgegriffen werden. Hierfür wird in den meisten Fällen eine nicht universelle und nur einmal verwendbare Verpackungshülse eingesetzt. Selbst bei Hülsen die mehrfach verwendet werden können, entstehen zusätzliche Kosten für den Rücktransport.
Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Käfig zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern in einem Wälzlager bereit zu stellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeidet und insbesondere einen Käfig realisiert, der ohne eine separate Transportsicherung in einem Wälzlager montierbar ist. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Wälzlager mit einem Käfig zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Käfig zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern in einem Wälzlager, wobei der Käfig eine ringsegmentartige Kontur mit einem in Umfangsrichtung ersten freien Ende und zweiten freien Ende aufweist, wobei das erste freie Ende des ringsegmentartigen Käfigs wenigstens ein erstes Formschlussmittel aufweist, in das ein korrespondierendes zweites Formschlussmittel des zweiten freien Endes so eingreift, dass das erste Formschlussmittel gegenüber dem zweiten Formschlussmittel in Umfangsrichtung versetzbar jedoch in radialer sowie axialer Richtung festgelegt ist, indem das erste Formschlussmittel in radialer sowie axialer Richtung an dem zweiten Formschlussmittel anliegt.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass durch den erfindungsgemäßen Käfig zum einen ein quasi geschlossenes Käfigdesign realisiert ist, welches ohne eine separate Transportsicherung auskommt, als auch zum anderen das Montageproblem bei doppelbordigen Innenringen gelöst ist, indem der Durchmesser des Käfigs durch eine Versetzbarkeit der freien Enden des Käfigs in Umfangsrichtung veränderbar ist.
Ein weiterer Kerngedanke der Erfindung ist, die freien Käfigenden so zu gestalten, dass bevorzugt selbst bei großen Teilkreisen ausreichend Platz vorhanden ist, um die Wärmeausdehnung des Käfigs im Betrieb des Wälzlagers in Umfangsrichtung aufzunehmen. Zusätzlich werden bei dem erfindungsgemäßen Käfig die Käfigenden in axialer und radialer Richtung gehalten, sodass nach dem Montageprozess ein sicherer Transport gewährleistet ist. Weitere Komponenten zur Transportsicherung können hierdurch vollständig entfallen. Durch den Verzicht auf eine zusätzliche Transportsicherung kann insbesondere auch der CC -Footprint des Gesamtproduktes verbessert werden.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Wälzlager als ein Nadellager konfiguriert.
Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
Insbesondere bei einem zweireihigen Schrägkugellager kann der Innenring zweiteilig ausgebildet sein.
Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
Die Wälzkörper haben die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen. Bevorzugt sind die Wälzkörper als Nadelrollen ausgeführt.
Die Wälzkörper sind in einem Käfig geführt und voneinander beabstandet. Der Käfig kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein. Der Käfig ist insbesondere als Taschenkäfig oder Schnappkäfig konfiguriert. Bevorzugt ist der Käfig aus einem Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt.
Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.
Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.
Ein Wälzlager kann eine Dichtung aufweisen, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Hierzu können die eingesetzten Dichtungen mit einer oder mehreren Dichtlippen versehen sein, die an einem Bauteil des Wälzlagers anliegen können. Diese sind derart ausgelegt, dass sie zum einen möglichst über die gesamte Lebensdauer das Lager abdichten, andererseits die Reibung durch die anliegende Dichtung nicht zu hoch ist. Besonders bevorzugt ist es, dass die Dichtung aus einem elastischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elastische Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vulkanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Formschlussmittel und/oder das zweite Formschlussmittel einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag aufweisen/aufweist, die den Verstellweg des ersten Formschlussmittels gegenüber dem zweiten Formschlussmittel in beide Umfangsrichtungen begrenzen. Durch die mechanische Begrenzung des Verstellwegs in Umfangsrichtung kann insbesondere auch eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen des Käfigs realisiert werden.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das erste Formschlussmittel ein sich in Umfangsrichtung aus dem ersten freien Ende herauserstreckendes erstes Formschlusselement umfasst, dass in ein korrespondierendes, sich in Umfangsrichtung von dem zweiten freien Ende weg erstreckendes zweites Formschlusselement des zweiten Formschlussmittels eingreift. Es kann hierdurch erreicht werden, dass der Käfig im Wesentlichen umlaufend mit einer geschlossenen Mantelfläche ausgeführt werden kann. Ferner hat sich diese Ausführung als besonders montagefreundlich durch das intuitive „Schlüssel-Schloss“-Prinzip der Steckverbindung erwiesen.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das erste Formschlusselement einen ersten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt aufweist, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach außen gerichteter Absatz und ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen gerichteter Absatz definiert ist, und das zweite Formschlusselement einen ersten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt aufweist, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach außen gerichteter Absatz definiert ist und das zweite Formschlusselement einen dritten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden vierten Abschnitt aufweist, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen gerichteter Absatz definiert ist, wobei im zusammengesetzten Zustand des ersten Formschlusselements mit dem zweiten Formschlusselement der radial nach außen gerichtete Absatz des ersten Formschlusselements an dem radial nach innen gerichteten Absatz des zweiten Formschlusselements anliegt und der radial nach innen gerichtete Absatz des ersten Formschlusselements an dem radial nach außen gerichteten Absatz des zweiten Formschlusselements anliegt.
Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass sich hierdurch eine besonders sichere radiale wie auch axiale Fixierung der Enden des Käfigs erzielen lässt. Durch die aneinander anliegenden Absätze lassen sich ferner vergleichsweise hohe Kräfte in axialer wie radialer Richtung ableiten und gleichzeitig eine gut geführte umfängliche Verstellbarkeit bereitstellen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des ersten Formschlusselements einen axialen Überlappungsbereich aufweisen, welcher im zusammengesetzten Zustand des ersten Formschlusselements mit dem zweiten Formschlusselement in einem in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz des zweiten Formschlusselements eingreift. Hierdurch lässt sich insbesondere die Wirkung einer verbesserten umfänglichen Führung sowie der axialen Fixierung der Formschlusselemente erzielen.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Käfig als Taschenkäfig mit einer Mehrzahl an Käfigtaschen zur Aufnahme der Wälzkörper konfiguriert ist. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Käfig zur Aufnahme von als Nadeln konfigurierten Wälzkörpern ausgebildet ist. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Käfig aus einem Kunststoff geformt ist, was fertigungstechnisch besonders günstig ist, da insbesondere die Formschlussmittel mit in dem Spritzgussprozess des Käfigs angeformt werden können. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann daher auch vorgesehen sein, dass das erste Formschlussmittel und/oder das zweite Formschlussmittel einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Käfig ausgebildet sind/ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Wälzlager, insbesondere ein Nadellager, umfassend einen Käfig zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern in dem Wälzlager nach einem der Ansprüche 1-9.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 ein Wälzlager in einer schematischen Axialschnittansicht,
Figur 2 eine erste Ausführungsform eines Käfigs in einer ersten perspektivischen Detailansicht,
Figur 3 eine erste Ausführungsform eines Käfigs in einer zweiten perspektivischen Detailansicht,
Figur 4 eine zweite Ausführungsform eines Käfigs in einer schematischen Axialschnittansicht,
Figur 5 eine dritte Ausführungsform eines Käfigs in einer schematischen Axialschnittansicht. Die Figur 1 zeigt ein als Nadellager ausgeführtes Wälzlager 3 mit einem Käfig 1 zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern 2 in dem Wälzlager 3. Die Wälzkörper 2 wälzen zwischen dem Innenring 25 und dem Außenring 26 des Wälzlagers 3 ab. Die Figuren 2-5 zeigen den in Figur 2 angedeuteten Käfig 1 in einer größeren Detaillierung.
Die Figuren 2-3 zeigen eine erste Ausführungsform eines Käfigs 1 mit einer ringsegmentartigen Kontur, welche ein in Umfangsrichtung erstes freies Ende 4 und zweites freies Ende 5 aufweist. Das erste freie Ende 4 des ringsegmentartigen Käfigs 1 besitzt ein erstes Formschlussmittel 6, in das ein korrespondierendes zweites Formschlussmittel 7 des zweiten freien Endes 5 so eingreift, dass das erste Formschlussmittel 6 gegenüber dem zweiten Formschlussmittel 7 in Umfangsrichtung versetzbar jedoch in radialer sowie axialer Richtung festgelegt ist, indem das erste Formschlussmittel 6 in radialer sowie axialer Richtung an dem zweiten Formschlussmittel 7 anliegt.
Aus den Figuren 2-3 wird ferner ersichtlich, dass das erste Formschlussmittel 6 und/oder das zweite Formschlussmittel 7 einen ersten Anschlag 8 und einen zweiten Anschlag 9 aufweisen/aufweist, die den Verstellweg des ersten Formschlussmittels 6 gegenüber dem zweiten Formschlussmittel 7 in beide Umfangsrichtungen begrenzen.
Das erste Formschlussmittel 6 weist ein sich in Umfangsrichtung aus dem ersten freien Ende 4 herauserstreckendes erstes Formschlusselement 10 auf, dass in ein korrespondierendes, sich in Umfangsrichtung von dem zweiten freien Ende 5 weg erstreckendes zweites Formschlusselement 11 des zweiten Formschlussmittels 7 eingreift.
Wie in den Figuren 2-3 dargestellt ist, besitzt das erste Formschlusselement 10 einen ersten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt 12 und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt 13, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach außen gerichteter Absatz 14 und ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen gerichteter Absatz 15 definiert ist. Analog hierzu besitzt das zweite Formschlusselement 11 einen ersten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt 16 und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt 17, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach außen gerichteter Absatz 18 definiert ist. Das zweite Formschlusselement 11 weist ferner einen dritten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt 19 und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden vierten Abschnitt 20 auf, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen gerichteter absatzartiger Absatz 23 definiert ist.
Im zusammengesetzten Zustand des ersten Formschlusselements 10 mit dem zweiten Formschlusselement 11 liegt dann der radial nach außen gerichtete Absatz 14 des ersten Formschlusselements 10 an dem radial nach innen gerichteten Absatz 23 des zweiten Formschlusselements 11 an, wie auch der radial nach innen gerichtete Absatz 15 des ersten Formschlusselements 10 an dem radial nach außen gerichteten Absatz 18 des zweiten Formschlusselements 11 anliegt.
Aus der Figur 3 ist ersichtlich, dass der erste Abschnitt 12 und der zweite Abschnitt 13 des ersten Formschlusselements 10 einen axialen Überlappungsbereich 21 aufweisen, welcher im zusammengesetzten Zustand des ersten Formschlusselements 10 mit dem zweiten Formschlusselement 11 in einem in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 22 des zweiten Formschlusselements 11 eingreift.
Der aus einem Kunststoff geformte Käfig 1 ist in der Ausführungsform der Figuren 2-3 als Taschenkäfig mit einer Mehrzahl an Käfigtaschen 24 zur Aufnahme der als Nadeln ausgeführten Wälzkörper 2 konfiguriert. Ersichtlich ist aus den Figuren 2-3 ferner, dass das erste Formschlussmittel 6 und das zweite Formschlussmittel 7 einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Käfig 1 ausgebildet sind.
Der in den Figuren 2-3 gezeigte Käfig 1 sieht also vor, an den Käfigenden 4,5 einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Freiraum zu schaffen, sodass die Wärmeausdehnung des Käfigs 1 aufgenommen werden kann. Die Enden 4,5 des Käfigsl können sich also in Umfangsrichtung leicht zueinander versetzen. Zur Transportsicherung wurde die Geometrie der Formschlussmittel 6,7 so gestaltet, dass sich die jeweiligen Enden 4,5 gegenseitig geometrisch ergänzen und eine axiale Sicherung ausprägen. Weiterhin wird durch die Überdeckung der „Laschengeometrie“ (Überlappungsbereich 21 ) das Öffnen in Umfangsrichtung beim Transport verhindert. Die Formschlussmittel 6,7 werden somit in ihrer radialen Ausprägung jeweils über die halbe Bauhöhe gestaltet und in Umfangsrichtung gegengleich ausgeführt. Auf diese Weise wird auch eine radiale Sicherung realisiert, was sich ebenfalls gut aus der Zusammenschau der Figuren 2-3 nachvollziehen lässt.
Die Figuren 4-5 zeigen alternative Ausführungsformen zu der in den Figuren 2-3 dargestellten Formschlussmitteln 6,7
In der Ausführung der Figur 4 erstreckt sich ein erstes Formschlusselement 10 eines ersten Formschlussmittels 6 in Umfangsrichtung aus dem ersten Ende 4 des Käfigs 1 heraus und durchgreift ein als Öffnung ausgebildetes zweites Formschlusselement 11 . An seinem distalen, freien Ende weist das erste Formschlusselement 10 ein kegelartiges Element auf, dass als eine Snap-In- Verbindung fungiert. Dieses ist beim Einschieben des ersten Formschlusselements 10 durch die Öffnung komprimierbar und expandiert in dem in Umfangsrichtung hinter der Öffnung angeformten Kammer. So bildet das kegelartige Element einen ersten Anschlag 8 und einen zweiten Anschlag 9 mit der Kammer, ist aber in Umfangsrichtung zwischen diesen Anschlägen 8,9 in Umfangsrichtung versetzbar.
Figur 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, bei der das erste Formschlussmittel 6 zwei klammerartige, parallel sich in Umfangsrichtung aus dem ersten Ende 4 herauserstreckende Formschlusselemente 10 aufweist, die das zweite Ende 5 in Umfangsrichtung umfassen und mit aufeinander zu gerichteten, sich axial aus dem Formschlusselement 10 herauserstreckenden Nasen in jeweils einer Führungsnut, die das zweite Formschlusselement 11 bildet, in Umfangsrichtung gegenüber dem zweiten Ende 5 verschiebbar geführt ist. Die Führungsnut bildet in Umfangsrichtung einen ersten Anschlag 8 und einen zweiten Anschlag 9 aus, zwischen denen das erste Formschlusselement 10 verschiebbar geführt ist. Die Führungsnut und die Nasen sind so ausgeführt, dass die beiden Enden 4,5 in axialer Richtung sowie in radialer Richtung festgelegt sind.
Die in dieser Anmeldung benutzten Begriffe „radial“, „axial“, „tangential“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich immer auf die Rotationsachse des Wälzlagers bzw. des Käfigs. Die Begriffe „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „oberhalb“ und „unterhalb“ dienen hier nur dazu, um zu verdeutlichen, welche Bereiche der Abbildungen gerade im Text beschrieben werden. Die spätere Ausführung der Erfindung kann auch anders angeordnet werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezuqszeichenliste
1 Käfig
2 Wälzkörper
3 Wälzlager
4 Ende
5 Ende
6 Formschlussmittel
7 Formschlussmittel
8 Anschlag
9 Anschlag
10 Formschlusselement
11 Formschlusselement
12 Abschnitt
13 Abschnitt
14 Absatz
15 Absatz
16 Abschnitt
17 Abschnitt
18 Absatz
19 Abschnitt
20 Abschnitt
21 Überlappungsbereich
22 Schlitz
23 Absatz
24 Käfigtaschen
25 Innenring
26 Außenring

Claims

Ansprüche
1 . Käfig (1 ) zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern (2) in einem Wälzlager (3), wobei der Käfig (1 ) eine ringsegmentartige Kontur mit einem in Umfangsrichtung ersten freien Ende (4) und zweiten freien Ende (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste freie Ende (4) des ringsegmentartigen Käfigs (1 ) wenigstens ein erstes Formschlussmittel (6) aufweist, in das ein korrespondierendes zweites Formschlussmittel (7) des zweiten freien Endes (5) so eingreift, dass das erste Formschlussmittel (6) gegenüber dem zweiten Formschlussmittel (7) in Umfangsrichtung versetzbar jedoch in radialer sowie axialer Richtung festgelegt ist, indem das erste Formschlussmittel (6) in radialer sowie axialer Richtung an dem zweiten Formschlussmittel (7) anliegt.
2. Käfig (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formschlussmittel (6) und/oder das zweite Formschlussmittel (7) einen ersten Anschlag (8) und einen zweiten Anschlag (9) aufweisen/aufweist, die den Verstellweg des ersten Formschlussmittels (6) gegenüber dem zweiten Formschlussmittel (7) in beide Umfangsrichtungen begrenzen.
3. Käfig (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formschlussmittel (6) ein sich in Umfangsrichtung aus dem ersten freien Ende (4) herauserstreckendes erstes Formschlusselement (10) umfasst, dass in ein korrespondierendes, sich in Umfangsrichtung von dem zweiten freien Ende (5) weg erstreckendes zweites Formschlusselement (11 ) des zweiten Formschlussmittels (7) eingreift.
4. Käfig (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formschlusselement (10) einen ersten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt (12) und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt (13) aufweist, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach außen gerichteter Absatz (14) und ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen gerichteter Absatz (15) definiert ist, und das zweite Formschlusselement (11 ) einen ersten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt (16) und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt (17) aufweist, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach außen gerichteter Absatz (18) definiert ist und das zweite Formschlusselement (11) einen dritten sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt (19) und einen dazu radial versetzten, sich in axialer Richtung erstreckenden vierten Abschnitt (20) aufweist, so dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen gerichteter Absatz (23) definiert ist, wobei im zusammengesetzten Zustand des ersten Formschlusselements (10) mit dem zweiten Formschlusselement (11 ) der radial nach außen gerichtete Absatz (14) des ersten Formschlusselements (10) an dem radial nach innen gerichteten Absatz (23) des zweiten Formschlusselements (11 ) anliegt und der radial nach innen gerichtete Absatz (15) des ersten Formschlusselements (10) an dem radial nach außen gerichteten Absatz (18) des zweiten Formschlusselements (11) anliegt. Käfig (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (12) und der zweite Abschnitt (13) des ersten Formschlusselements (10) einen axialen Überlappungsbereich (21) aufweisen, welcher im zusammengesetzten Zustand des ersten Formschlusselements (10) mit dem zweiten Formschlusselement (11 ) in einem in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz (22) des zweiten Formschlusselements (11) eingreift. Käfig (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (1 ) als Taschenkäfig mit einer Mehrzahl an Käfigtaschen (24) zur Aufnahme der Wälzkörper (2) konfiguriert ist. Käfig (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (1 ) zur Aufnahme von als Nadeln konfigurierten Wälzkörpern (2) ausgebildet ist. Käfig (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (1 ) aus einem Kunststoff geformt ist. Käfig (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formschlussmittel (6) und/oder das zweite Formschlussmittel (7) einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Käfig (1 ) ausgebildet sind/ist. Wälzlager (3), insbesondere Nadellager, umfassend einen Käfig (1 ) zur Führung einer Mehrzahl von Wälzkörpern (2) in dem Wälzlager (3) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-9.
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