Käfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere Nadelkäfig Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere einen Nadel käfig, dessen die Taschen bildende Stege die Wälz- körper einzeln, teils innerhalb und teils ausserhalb des Teilkreises halten, und wobei die axial verlau fenden Stegteile durch abgewinkelte Abschnitte mit einander verbunden sind.
Bei bekannten Käfigen dieser Art erfolgt die Führung dieser in die Taschen eingefederten Wälz- körper entweder nur längs der abgewinkelten Ab schnitte der Stege oder aber sowohl an den abge winkelten Abschnitten als auch an den innerhalb und ausserhalb des Teilkreises angeordneten achsparallel verlaufenden Stegteilen.
Im ersteren Falle bedarf es einer besonderen Formung der schräg zur Käfigachse verlaufenden Stegteile sowohl in bezug auf den Stegquerschnitt als auch in bezug auf die die Wälzkörper führenden Seitenflächen. Der Querschnitt des abgewinkelten Stegteiles ist trapezförmig gestaltet, und die Seiten flächen des Trapezes besitzen eine stark gewölbte Form, die verhältnismässig schwierig zu berechnen und herzustellen ist, wenn die Führung der Wälz- körper längs einer Linie erfolgen und nicht nur eine Punktberührung erreicht werden soll.
Dasselbe gilt auch von bekannten Käfigen der zweiten Art, bei denen die Führung der Wälzkörper an allen Stegteilen zugleich längs zueinander par allelen Linien stattfinden soll. Es ist praktisch un möglich, derartige Käfige mit der erforderlichen ho hen Genauigkeit und den üblichen Fertigungstoleran zen herzustellen.
Es sind ferner Wälzkörperkäfige bekannt, die aus einer ebenen Platte ausgestanzt, dann unter Bilden von schrägen Verbindungsstücken zwischen den obe ren und den unteren achsparallelen Stegteilen aus gerollt und schliesslich zu einem runden Käfig gebo- gen werden. Beim Ausstanzen erhalten die oberen und die unteren Stegteile verschiedene Breiten, die ungleiche Abstände zwischen diesen Stegteilen be dingen.
Die Abmessungen werden hierbei so gehalten, dass beim Rundbiegen des Käfigs die engeren Ab stände zwischen den oberhalb des Teilkreises zu lie gen kommenden Stegteilen sich verbreitern, während die breiteren Abstände zwischen den unterhalb des Teilkreises zu liegen kommenden Stegteilen sich ver engen, mit der Endwirkung, dass beim fertig rund gebogenen Käfig ein über die gesamte Käfigbreite durchgehender Schlitz von gleicher Breite entsteht.
Bei diesen Stegteilen handelt es sich nicht um Füh rungen im Sinne der vorliegenden Erfindung, sondern lediglich um Halterungen für die Wälzkörper, um deren Herausfallen aus dem Käfig zu verhindern.
Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Käfigausführungen, die im besonderen durch die ungenaue Führung der Wälzkörper und durch. die schwierige und umständliche Käfigherstel- lung gegeben sind, vermieden.
Die Erfindung besteht darin, dass die achspar- allele Führung der Wälzkörper ausschliesslich inner halb oder ausschliesslich ausserhalb des Teilkreises durch sich achsparallel erstreckende Stegteile erfolgt. Diese Stegteile sind fertigungstechnisch ausserordent lich einfach, genau und mit den einfachsten Mitteln, z. B. durch Stanzen, herzustellen. Sie bieten den Vorteil einer absolut sicheren Linienführung der Wälzkörper und zugleich eine sichere Führung des Käfigs.
Besonders vorteilhaft ist es, die achsparallele Führung der Wälzkörper durch die achsparallelen Stegteile vorzunehmen, die sich beidseitig von jedem Stirnring bis zum benachbarten abgewinkelten Ab schnitt erstrecken. Die sich daraus ergebende Füh rung der Wälzkörper an ihren Enden hat zur Folge, dass der der Belastung am meisten ausgesetzte mittlere Teil der Wälzkörper mit einer führenden Fläche nicht in Berührung kommt, dass demgemäss ein Abstreifen oder eine Beeinflussung des Schmierfilms auch bei höchsten Drehzahlen nicht stattfinden kann.
Sollten aus irgendwelchen Gründen bei den an ihren Enden geführten Wälzkörpern Abnützungserscheinungen auftreten, so wird hierdurch die Funktionsfähigkeit des Lagers in keiner Weise beeinträchtigt, weil eine, wenn auch nur geringfügige Verringerung des Wälz- körperdurchmessers an den Enden zur Verminderung der bei zylindrischen Wälzkörpern oftmals nicht ver meidbaren Kantenspannungen führt.
Der Käfig wird zweckmässig so ausgeführt, dass die axial verlaufenden, die Führung sowohl der Wälzkörper als auch des Käfigs bewirkenden Steg teile besonders angeformte, z. B. angeprägte Füh rungsflächen, Führungskanten oder dergleichen be sitzen, die ausser der einwandfreien Führung zwischen Steg und Wälzkörper auch das Einhalten genau be- me::sener Abstände zwischen den Stegteilen benach barter Stege gewährleisten. Diese Gestaltung sichert eine absolut genaue Masshaltung, weil die Führungs kanten bzw.
Führungsflächen leicht zugänglich und damit auf einfachste Weise herstellbar bzw. bearbeit- bar sind.
Oftmals ist es notwendig, insbesondere bei klei nen Wälzkörpern, Material geringer Stärke zu ver wenden. Zur Stabilisierung, insbesondere eines sol chen Käfigs und zur Vergrösserung der seitlichen Anlaufflächen für die Wälzkörper und den Käfig selbst, werden zweckmässig die Stege durch radial gerichtete, die axiale Lage der Wälzkörper sichernde Stirnringe fixiert.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispiels weise dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Käfig für zylindrische Wälzkörper in vergrössertem Massstab, bei dem die achsparallele Führung der Wälzkörper ausschliesslich innerhalb des Teilkreises erfolgt, Fig. 2 den Querschnitt durch eine Tasche dieses Käfigs gemäss der Linie 11-II der Fig. 1 in noch maliger Vergrösserung, Fig. 3 den Längsschnitt durch einen Käfig für zylindrische Wälzkörper in vergrössertem Massstab,
bei dem die Wälzkörper achsparallel durch den Käfig geführt sind und gleichzeitig der Käfig radial auf den Wälzkörpern geführt ist, Fig.4 den Teilquerschnitt dieses Käfigs gemäss der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig.5 die Teilansicht eines Käfigs gemäss der Fig. 3, Fig.6 den Querschnitt durch eine Käfigtasche gemäss der Linie VI-VI der Fig. 5 in nochmaliger Vergrösserung,
wobei in der linken Hälfte der ge stanzte und in der rechten Hälfte der mit bearbeiteten Führungsflächen versehene Käfigquerschnitt darge stellt ist, Fig. 7 die Teilansicht eines Käfigs, jedoch mit an gerollter Aussenhalterung, Fig.8 den Querschnitt durch eine Käfigtasche gemäss der Linie VIII--VIII der Fig. 7 in vergrösser tem Massstab, wobei in der linken Hälfte der ge stanzte, in der rechten Hälfte der mit bearbeiteten Führungsflächen versehene Käfigquerschnitt darge stellt ist,
Fig. 9 den Längsschnitt durch einen Nadelkäfig in abgewandelter Form und vergrössertem Massstab, Fig. 10 den Teilquerschnitt des Nadelkäfigs ge mäss der Linie X-X der Fig. 9, Fig. 11 die Teilansicht des Nadelkäfigs gemäss Fig. 9, Fig. 12 einen Querschnitt durch die Käfigtasche gemäss der Linie XII-XII der Fig. 11 in vergrösser tem Massstab, Fig. 13 den Längsschnitt durch einen Käfig für zylindrische Wälzkörper in vergrössertem Massstab,
bei dem die achsparallele Führung der Wälzkörper ausserhalb des Teilkreises und gleichzeitig die radiale Führung des Käfigs auf den Wälzkörpern erfolgt, Fig. 14 den Teilquerschnitt dieses Käfigs gemäss der Linie XIV-XIV der Fig. 13 in nochmaliger Vergrösserung, Fig. 15 den Längsschnitt durch einen Käfig für zylindrische Wälzkörper in vergrössertem Massstab, bei dem die achsparallele Führung der Wälzkörper ausserhalb des Teilkreises zwischen den beiden ab gewinkelten Abschnitten erfolgt,
Fig. 16 den Teilquerschnitt dieses Käfigs gemäss der Linie XVI-XVI der Fig. 15 in nochmaliger Vergrösserung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Käfig wird beispielsweise aus einer zylindrischen Hülse oder einem Rohrstück mit einer Wandstärke von etwa ?%t des Wälzkörperdurchmessers hergestellt, wobei zur Herstellung dieses Ausgangswerkstückes jedes ge eignete Verfahren, also spanlos oder spanabhebend, angewandt werden kann. In diese zylindrische Hülse werden die zur Aufnahme der Wälzkörper 1 erfor derlichen Taschen 2 eingestanzt, deren Länge so bemessen ist, dass durch die nachfolgende spanlose Verformung eine Kürzung der Taschen 2 eintreten kann und trotzdem im Endzustand noch genügend axiales Spiel für die Wälzkörper 1 gegeben ist.
Durch seitliche Stirnringe 3 werden die zwischen den Ta schen 2 über den Umfang des Zylinders verbleiben den Stege 4 gehalten und zueinander fixiert. Die Taschen 2 sind auf ihrer Länge mit einer jeweils un terschiedlichen Breite ausgeführt, und zwar so, dass sie an beiden Enden 5 eine geringere Breite besitzen als der Wälzkörperdurchmesser, dann je ein Bereich 6 kommt, welcher breiter ist als der Wälzkörper- durchmesser und im mittleren Teil 7 wieder eine geringere Breite folgt.
Die mit solchen Taschen ver sehene zylindrische Hülse wird anschliessend durch spanlose Verformung in ihren mittleren Bereichen 6 und 7 so geformt, dass die mit grösserer Breite als der Wälzkörperdurchmesser versehenen beiden Abschnitte 6 als Durchkröpfung dienen und der mittlere Teil 7 ausserhalb des Teilkreises 8 zu liegen kommt, wobei die zylindrische Form erhalten bleibt.
Während also die an den Enden der Taschen 2 engeren Abschnitte 5 innerhalb des Teilkreises 8 und die in der Mitte der Taschen 2 ebenfalls engeren Abschnitte 7 ausserhalb des Teilkreises 8 liegen, wer den die diesen beiden Abschnitten 5 und 7 zuge ordneten Stegteile 9 und 10 durch parallel zuein ander verlaufende Stegteile 11 verbunden. Diese Steg teile 11 können dabei schräg oder radial zur Dreh achse 12 des Käfigs stehen und berühren die Wälz- körper 1 im Teilkreis 8 nicht.
Da die innerhalb und ausserhalb des Teilkreises 8 liegenden Abschnitte 5 und 7 der Taschen 2 schmäler als der Wälzkörperdurchmesser sind, wird damit die radiale Halterung der von aussen in die Taschen 2 eingelederten Wälzkörper 1 sichergestellt.
Der Abstand der im und ausserhalb des Teil kreises 8 liegenden einzelnen Teile 10 und 11 der Stege 4 von der Mantelfläche 13 der Wälzkörper 1 ist grösser als der innerhalb des Teilkreises 8 liegen den Stegteile, wodurch die Wälzkörper 1 nur an den tangential zum Wälzkörpermantel. 13 gerichteten Führungsflächen 14 zur Anlage kommen und damit geführt werden. Die radiale Freiheit des zwischen einer Innenlaufbahn 15 und einer Aussenlaufbahn 16 befindlichen Käfigs ist kleiner als die radiale Frei gängigkeit je zweier einander zugeordneter Führungs flächen 14 gegenüber dem Mantel 13 der Wälz körper 1.
Der Käfig kann, wie beispielsweise dar gestellt, auf der Innenlaufbahn 15 oder an der Aussen laufbahn 16 geführt sein.
In den Fig. 3 bis 6 ist ein Käfig gezeigt, dessen Stege 17 durch seitliche Stirnringe 18 gehalten und zueinander fixiert sind. Zwischen den Stegen 17 befinden sich die auf ihrer Länge mit jeweils unter schiedlicher Breite ausgeführten Taschen 19. Die innerhalb des Teilkreises 20 in axialer Richtung ver laufenden Abschnitte 21 der Stege 17 können, wie in Fig. 6, links dargestellt, eine zum Mantel 22 der Wälzkörper 23 gerichtete, durch Stanzen entstandene Stegkante 24 besitzen oder aber eine, wie in Fig. 6, rechts dargestellt, durch Anprägen erzeugte Füh rungsfläche 25 haben.
Je zwei gegenüberliegende Stegkanten 24 oder Führungsflächen 25 haben unter Berücksichtigung der zwischen den Führungsflächen und dem Käfig erforderlichen Schmierfilmstärken und des üblichen Spiels einen so geringen Abstand zum Mantel 22 der Wälzkörper 23, dass der Käfig seinerseits exakt auf den Wälzkörpern radial ge führt und damit zentriert ist. Die radiale Freiheit des Käfigs gegenüber der Innen- oder Aussenlaufbahn ist grösser als der radiale Abstand je zweier einander zugeordneter Stegkanten 24 oder Führungsflächen 25.
Eine Führung des Käfigs an einer seiner beiden Laufbahnen oder einem anderen Teil ist nicht gege ben.
Wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, können die Taschen 29 des Käfigs auch so ausgebildet sein, dass sie in ihrem mittleren Teil 30 nicht enger als der Wälzkörperdurchmesser sind. Die Halterung der Wälzkörper 31 nach aussen erfolgt in diesem Falle durch angestauchte Nasen 32, deren gegenseitiger Abstand geringer als der Wälzkörperdurchmesser ist. Dabei werden die Nasen 32 durch überrollen der mittleren Käfigstege 33 gebildet, wobei die Rollung 34 bohrungs- oder mantelseitig sein kann.
Die in den Fig.9 bis 12 dargestellte Käfig ausführung soll insbesondere für Wälzkörper 35 mit sphärischer Kuppe 36 und kleinem Durchmesser Ver wendung finden. Da hierfür eine Wandstärke von etwa 1/4 des Wälzkörperdurchmessers nicht vertretbar ist, weil ein solcher Käfig nicht genügend Steifigkeit besitzt und anderseits keine ausreichende Anlauf fläche für den seitlichen Käfiganlauf als auch für die Wälzkörper vorhanden wäre, wird ein solcher Käfig aus einer zylindrischen Hülse hergestellt, deren Wand stärke etwa dem halben Wälzkörperdurchmes- ser entspricht.
Dabei werden die Enden der Hülse mit radial gerichteten Borden 37 versehen, um dem Käfig eine genügend grosse seitliche Anlauffläche 38 zu geben. Die Wandstärke des Käfigs ist so bemessen, dass sie bis zum Teilkreis 39 oder über diesen hinaus reicht, damit die Wälzkörper 35 mit ihrem im Teil kreis 39 liegenden Zentrum axial an der Stirnfläche 40 der Taschen 41 anlaufen können. Die z. B. im gestreckten Zustand des Käfigs eingestanzten Ta schen 41 sind im Bereich der Enden der Wälzkörper enger als der Wälzkörperdurchmesser und in den zwischen diesen Enden liegenden Teilen breiter.
Durch sparlose Verformung werden dann die mittle ren Stegteile 42 nach aussen gedrückt, und zwar so weit, dass diese mit ihrem grössten Durchmesser um ein geringes kleiner sind als die äussere Laufbahn. Durch Anprägen von aussen werden anschliessend die zur Führung der Wälzkörper an den Stegenden 43 erforderlichen Führungsflächen 44 gebildet, die wie derum zweckmässig tangential zum Wälzkörperrnan- tel 45 verlaufen.
Die Halterung der Wälzkörper er folgt durch an den mittleren Stegteilen 42 angerollten Nasen 46, deren gegenseitiger Abstand zueinander geringer ist als der Wälzkörperdurchmesser.
Die Fig. 13 und 14 zeigen, dass das K'äfigprofil auch umgekehrt sein kann. In eine zylindrische Hülse werden zur Aufnahme der Wälzkörper 47 Taschen 48 eingestanzt, zwischen welchen über den Umfang des Zylinders Stege 49 verbleiben, die durch seit liche Stirnringe 50 gehalten und zueinander fixiert sind. Die Taschen 48 besitzen wiederum über ihre gesamte Länge eine jeweils unterschiedliche Breite.
Durch sparlose Verformung wird die zylindrische Hülse dann in ihren mittleren Teilen 51 und 52 so geformt, dass die mit einer grösseren Breite als der Wälzkörperdurchmesser versehenen Abschnitte 53 der Taschen 48 im Bereich der Durchkröpfung lie gen und sich der mittlere Abschnitt 54, welcher schmäler als der Wälzkörperdurchmesser ist, inner halb des Teilkreises 55 befindet.
Die ausserhalb des Teilkreises an den Enden der Wälzkörper 47 befind- lichen Abschnitte 56 der Taschen 48 sind ebenfalls enger als der Wälzkörperdurchmesser. Zur Führung der Wälzkörper auf breiter Basis sind die erforder lichen, zweckmässig tangential zum Wälzkörperman- tel 57 verlaufenden Führungsflächen 58 ausserhalb des Teilkreises 55 angeordnet.
Der radiale Abstand je zweier, einander zugeordneter Führungsflächen 58 zum Wälzkörpermantel 57 ist geringer als die Frei gängigkeit des Käfigs gegenüber seinen beiden Lauf bahnen, so dass neben der Führung der Wälzkörper an den Führungsflächen auch der Käfig selbst über diese Führungsflächen auf den Wälzkörpern geführt und zugleich zentriert ist.
Da die in der Mitte der Käfige liegenden Stegteile 10, 11, 27, 28, 33, 42, 51, 52 einen grösseren Abstand zum Wälzkörpermantel 13, 22, 45, 57 haben als die an den Enden der Stege, kann bei dem der Belastung am stärksten ausgesetzten mittleren Teil der Wälzkörper ein Abstreifen oder eine Beeinflus sung des normal beim Umlaufen der Wälzkörper ge bildeten Schmierfilms nicht erfolgen.
Die Führung der Wälzkörper an ihren Enden erbringt bei den beschriebenen Ausführungsformen die Vorteile, dass einmal die führenden Stegteile in steifer Verbindung mit den seitlichen Stirnringen ste hen und selbst bei sehr hohen Drehzahlen durch ir gendwelche Krafteinflüsse, z. B. durch Entstehen von Schwingungen in ihrer Lage und ihrer Führung nicht beeinträchtigt werden, dass sie ferner am Einfedern der Wälzkörper nicht beteiligt sind und ihre Lage ständig beibehalten.
Je nach Erfordernis sind sie überdies in einer optimalen Länge bemessbar, so dass sie die Wälzkörper an zwei weit auseinanderliegenden Stellen mit Linienberührung absolut sicher achspar- allel führen. Bei dem Käfig gemäss den Fig. 15 und 16 ist im Gegensatz zu den bisher gezeigten Ausführungsfor men die Führung der Wälzkörper 59 als auch die Führung des Käfigs auf den Wälzkörpern zwischen die beiden abgewinkelten Abschnitte 60 gelegt.
Der ebenfalls aus einer zylindrischen Hülse hergestellte, mit Taschen 61 von unterschiedlicher Breite ver sehene Käfig wird mit seinen mittleren Stegteilen 62, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, verformt. Die Breite der einzelnen Taschenabschnitte ist jedoch so ausgeführt, dass die beiden äusseren Abschnitte 63 durch die an den seitlichen Stirnringen 64 anschliessenden Stegteile 65 nur eine Halterung der Wälzkörper 59 nach innen bilden, während durch den mittleren Abschnitt 66 die Halterung nach aussen und gleichzeitig die erforderliche Führung erzielt wird.
Die mit parallel zueinander verlaufenden Steg seitenflächen 67 abgewinkelten Abschnitte 60 ver binden die Stegteile 62 und 65 miteinander. Tangential zum Wälzkörpermantel 68 verlaufen ausserhalb des Teilkreises 69 die Führungsflächen 70 an den mittle ren Stegteilen 62. Auch hier ist eine Umkehrung des gezeigten Käfigprofils möglich, so dass die Füh rungsflächen innerhalb des Teilkreises liegen können.
Wie beispielsweise in den Fig.6 und 8 darge stellt. ist es möglich, die innerhalb oder ausserhalb des Teilkreises liegenden und führenden Stegteile so ge nau herzustellen, dass ohne zusätzliche Bearbeitung der Stegkanten eine genaue achsparallele Linienfüh rung der Wälzkörper gewährleistet und der Käfig auf diesen geführt ist. Um diese Führung noch zu verfeinern und eine absolut genaue Masshaltung der Führungsflächen zu sichern sowie das Einhalten ge nau bemessener Abstände zwischen den führenden Stegteilen zu gewährleisten, können bei allen Aus führungsformen die Stegkanten noch besonders ge formt werden. So ist es z.
B. möglich, auf einfache Weise die axial verlaufenden, beim Stanzen ent standenen Kanten 24 zu Führungsflächen 25 um zuprägen.
Die Führungsflächen 14, 25, 44, 58, 70 sind für Werkzeuge von aussen bzw. innen leicht zugäng lich und damit leicht bearbeitbar, da die ausserhalb bzw. innerhalb der jeweiligen führenden Stegteile befindlichen anderen Stegteile des Käfigs einen grösse ren Abstand voneinander besitzen als die zu bear beitenden und führenden Stegteile. Die angeformten, z.
B. angeprägten Führungsflächen verlaufen zweck mässig tangential zum Wälzkörpermantel und bilden damit zur Berührungslinie mit den Wälzkörpern keil förmige Öffnungen 26, durch welche sich, zumin dest in der Drehrichtung, der Wälzkörper zwischen diesen und den Führungsflächen das Schmiermittel anstaut und hierdurch ein Druckpolster zur reichli chen Schmierung zwischen Führungsfläche und Wälz- körper gebildet wird.
Es ist auch möglich, die Füh rungsflächen der Kreisform des Wälzkörpermantels anzupassen oder ihnen, im Querschnitt gesehen, einen grösseren Radius als den der Wälzkörper zu geben, derart, dass zumindest in der Drehrichtung der Wälz- körper ein Anstauen des Schmiermittels bewirkt und ein Druckpolster zur Sicherung der Schmierung an einer verengten Stelle gebildet wird. Die genaue Lage des Druckpolsters kann in allen Varianten, z. B. mittels Einprägen erzeugter geringer Vertiefungen bzw. durch parallel zu den Wälzkörpern gelegte Stauschwellen bestimmt werden.
Cage for cylindrical rolling elements, especially needle cage The invention relates to a cage for cylindrical rolling elements, especially a needle cage, whose webs forming the pockets hold the rolling elements individually, partly inside and partly outside of the pitch circle, and wherein the axially extending bar parts are connected to each other by angled sections.
In known cages of this type, these roller bodies spring-loaded into the pockets are guided either only along the angled sections of the webs or both on the angled sections and on the axially parallel web parts arranged inside and outside the pitch circle.
In the former case, the web parts running obliquely to the cage axis need to be specially shaped, both with regard to the web cross-section and with regard to the side surfaces guiding the rolling elements. The cross-section of the angled web part is trapezoidal, and the side surfaces of the trapezoid have a strongly curved shape, which is relatively difficult to calculate and manufacture if the rolling elements are guided along a line and not only point contact is to be achieved.
The same also applies to known cages of the second type, in which the guidance of the rolling elements on all web parts is to take place at the same time along mutually parallel lines. It is practically impossible to produce such cages with the required high accuracy and the usual manufacturing tolerances.
Rolling body cages are also known which are punched out of a flat plate, then rolled, forming inclined connecting pieces between the upper and lower axially parallel web parts, and finally bent into a round cage. When punching out, the upper and lower web parts are given different widths, the unequal distances between these web parts be.
The dimensions are kept in such a way that when the cage is bent into a round shape, the narrower distances between the web parts to be located above the pitch circle widen, while the wider distances between the web parts to be located below the pitch circle narrow, with the final effect that when the cage is completely curved, a slot of the same width is created over the entire width of the cage.
These web parts are not guides in the sense of the present invention, but merely brackets for the rolling elements to prevent them from falling out of the cage.
The invention, the disadvantages of the known cage designs, in particular by the imprecise guidance of the rolling elements and by. which are difficult and cumbersome to make cages are avoided.
The invention consists in that the axially parallel guidance of the rolling bodies takes place exclusively within or exclusively outside of the pitch circle by web parts extending axially parallel. These web parts are manufacturing technology extraordinarily Lich simple, accurate and with the simplest means, eg. B. by punching to produce. They offer the advantage of an absolutely safe alignment of the rolling elements and, at the same time, safe guidance of the cage.
It is particularly advantageous to carry out the axially parallel guidance of the rolling elements through the axially parallel web parts which extend on both sides from each end ring to the adjacent angled section. The resultant guidance of the rolling elements at their ends means that the middle part of the rolling elements that is most exposed to the load does not come into contact with a guiding surface, which means that the lubricating film is not stripped or influenced, even at the highest speeds can.
If, for whatever reason, the rolling elements at their ends show signs of wear, this does not affect the functionality of the bearing in any way, because a reduction in the rolling element diameter at the ends to reduce the amount of cylindrical rolling elements, even if only a slight one, often does not avoidable edge stresses.
The cage is expediently designed so that the axially extending, the guide of both the rolling elements and the cage causing web parts specially formed, for. B. embossed guide surfaces, guide edges or the like be seated, which in addition to the perfect guidance between the web and rolling element also ensure that precisely defined distances between the web parts of adjacent webs are maintained. This design ensures absolutely precise dimensional stability because the leading edges or
Guide surfaces are easily accessible and can therefore be produced or processed in the simplest possible way.
It is often necessary, especially in the case of small rolling elements, to use low-thickness material. To stabilize, in particular a sol chen cage and to enlarge the lateral contact surfaces for the rolling elements and the cage itself, the webs are expediently fixed by radially directed end rings securing the axial position of the rolling elements.
In the drawing, the invention is shown as an example.
1 shows the longitudinal section through a cage for cylindrical rolling elements on an enlarged scale, in which the axially parallel guidance of the rolling elements takes place exclusively within the pitch circle, FIG. 2 shows the cross section through a pocket of this cage according to line 11-II of FIG. 1 in a further enlargement, FIG. 3 the longitudinal section through a cage for cylindrical rolling elements on an enlarged scale,
in which the rolling elements are guided axially parallel through the cage and at the same time the cage is guided radially on the rolling elements, FIG. 4 shows the partial cross section of this cage according to line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 shows the partial view of a cage according to FIG. 3, FIG. 6 shows the cross section through a cage pocket according to the line VI-VI of FIG. 5 in a further enlargement,
where in the left half of the ge punched and in the right half of the cage cross-section provided with machined guide surfaces is Darge, Fig. 7 is a partial view of a cage, but with a rolled outer bracket, Fig. 8 the cross-section through a cage pocket along the line VIII- -VIII of Fig. 7 in enlarged system scale, wherein in the left half of the ge punched, in the right half of the cage cross-section provided with machined guide surfaces is Darge provides,
9 shows the longitudinal section through a needle cage in a modified form and on an enlarged scale, FIG. 10 shows the partial cross section of the needle cage according to line XX in FIG. 9, FIG. 11 shows the partial view of the needle cage according to FIG. 9, FIG. 12 shows a cross section the cage pocket according to the line XII-XII of FIG. 11 on an enlarged scale, FIG. 13 the longitudinal section through a cage for cylindrical rolling elements on an enlarged scale,
in which the axially parallel guidance of the rolling elements outside the pitch circle and at the same time the radial guidance of the cage on the rolling elements takes place, FIG. 14 shows the partial cross-section of this cage along the line XIV-XIV of FIG. 13 in a further enlargement, FIG. 15 shows the longitudinal section through a Cage for cylindrical rolling elements on an enlarged scale, in which the axially parallel guidance of the rolling elements takes place outside the pitch circle between the two angled sections,
16 shows the partial cross-section of this cage according to the line XVI-XVI of FIG. 15 in a further enlargement.
The cage shown in Figs. 1 and 2 is made, for example, from a cylindrical sleeve or a piece of pipe with a wall thickness of about?% T of the rolling element diameter, and any suitable method, i.e. non-cutting or cutting, can be used to produce this starting workpiece. The pockets 2 required to accommodate the rolling elements 1 are punched into this cylindrical sleeve, the length of which is dimensioned so that the subsequent non-cutting deformation can shorten the pockets 2 and still have enough axial play for the rolling elements 1 in the final state .
The webs 4 are held by the side end rings 3 between the Ta's 2 over the circumference of the cylinder and fixed to one another. The pockets 2 are designed along their length with a different width, in such a way that they have a smaller width than the rolling element diameter at both ends 5, then each comes a region 6 which is wider than the rolling element diameter and in middle part 7 again follows a smaller width.
The cylindrical sleeve provided with such pockets is then formed by non-cutting deformation in its central areas 6 and 7 so that the two sections 6, which are provided with a width greater than the rolling element diameter, serve as a crank and the central part 7 comes to lie outside the pitch circle 8 keeping the cylindrical shape.
So while the at the ends of the pockets 2 narrower sections 5 within the pitch circle 8 and the in the middle of the pockets 2 also narrower sections 7 are outside the pitch circle 8, who the these two sections 5 and 7 assigned web parts 9 and 10 by web parts 11 extending parallel to one another are connected. These web parts 11 can be inclined or radial to the axis of rotation 12 of the cage and do not touch the rolling elements 1 in the pitch circle 8.
Since the sections 5 and 7 of the pockets 2 lying inside and outside of the pitch circle 8 are narrower than the rolling element diameter, the radial retention of the rolling elements 1 that is leathered into the pockets 2 from the outside is ensured.
The distance between the individual parts 10 and 11 of the webs 4 lying in and outside of the partial circle 8 from the outer surface 13 of the rolling elements 1 is greater than that within the partial circle 8 are the web parts, whereby the rolling elements 1 only on the tangential to the rolling element jacket. 13 directed guide surfaces 14 come to rest and are thus guided. The radial freedom of the cage located between an inner raceway 15 and an outer raceway 16 is smaller than the radial freedom of movement of two associated guide surfaces 14 with respect to the shell 13 of the rolling bodies 1.
The cage can, as shown, for example, be guided on the inner raceway 15 or on the outer raceway 16.
3 to 6 show a cage, the webs 17 of which are held by lateral end rings 18 and are fixed to one another. Between the webs 17 are the running on their length with different width pockets 19. The ver within the pitch circle 20 in the axial direction ver sections 21 of the webs 17 can, as shown in Fig. 6, left, one to the jacket 22 of Rolling bodies 23 have directed web edge 24 formed by punching or have a guide surface 25, as shown in FIG. 6, shown on the right, by embossing.
Two opposing web edges 24 or guide surfaces 25 each have such a small distance from the jacket 22 of the rolling elements 23 that the cage in turn leads exactly on the rolling elements radially and is thus centered, taking into account the thickness of the lubricating film required between the guide surfaces and the cage and the usual play . The radial freedom of the cage in relation to the inner or outer raceway is greater than the radial distance between two mutually associated web edges 24 or guide surfaces 25.
A leadership of the cage on one of its two raceways or any other part is not given.
As shown in FIGS. 7 and 8, the pockets 29 of the cage can also be designed in such a way that their central part 30 is not narrower than the rolling element diameter. In this case, the rolling elements 31 are held to the outside by upset lugs 32, the mutual spacing of which is less than the rolling element diameter. The lugs 32 are formed by rolling over the middle cage webs 33, wherein the roll 34 can be on the bore or casing side.
The execution of the cage shown in FIGS. 9 to 12 is to be used in particular for rolling elements 35 with a spherical tip 36 and a small diameter. Since a wall thickness of about 1/4 of the rolling element diameter is not acceptable because such a cage does not have sufficient rigidity and, on the other hand, there would not be a sufficient contact surface for the lateral cage contact and for the rolling elements, such a cage is made from a cylindrical sleeve whose wall thickness corresponds to roughly half the rolling element diameter.
The ends of the sleeve are provided with radially directed ribs 37 in order to give the cage a sufficiently large lateral contact surface 38. The wall thickness of the cage is dimensioned such that it extends up to or beyond the pitch circle 39 so that the rolling elements 35 can run axially against the end face 40 of the pockets 41 with their center located in the pitch circle 39. The z. B. punched in the stretched state of the cage Ta's 41 are in the region of the ends of the rolling elements narrower than the rolling element diameter and wider in the parts lying between these ends.
The middle web parts 42 are then pressed outwards by economical deformation, namely so far that their largest diameter is slightly smaller than the outer raceway. The guide surfaces 44 required for guiding the rolling elements on the web ends 43 are then formed by stamping from the outside, which in turn expediently run tangentially to the rolling element shell 45.
The mounting of the rolling elements is carried out by lugs 46 rolled onto the central web parts 42, the mutual spacing of which is less than the rolling element diameter.
13 and 14 show that the cage profile can also be reversed. In a cylindrical sleeve 47 pockets 48 are punched to accommodate the rolling elements, between which webs 49 remain over the circumference of the cylinder, which are held by Liche end rings 50 and fixed to one another. The pockets 48 in turn each have a different width over their entire length.
The cylindrical sleeve is then shaped in its central parts 51 and 52 by non-saving deformation in such a way that the sections 53 of the pockets 48, which are provided with a greater width than the rolling element diameter, lie in the area of the bend and the middle section 54, which is narrower than the Rolling element diameter is located within the pitch circle 55.
The sections 56 of the pockets 48 that are located outside the pitch circle at the ends of the roller bodies 47 are also narrower than the roller body diameter. In order to guide the rolling elements on a broad basis, the required guide surfaces 58, which expediently run tangentially to the rolling element casing 57, are arranged outside the pitch circle 55.
The radial distance between two mutually assigned guide surfaces 58 to the rolling element casing 57 is less than the free movement of the cage in relation to its two tracks, so that in addition to guiding the rolling elements on the guide surfaces, the cage itself is guided over these guide surfaces on the rolling elements and at the same time is centered.
Since the web parts 10, 11, 27, 28, 33, 42, 51, 52 located in the middle of the cages are at a greater distance from the roller body jacket 13, 22, 45, 57 than those at the ends of the webs, the load can be applied at the most exposed central part of the rolling elements, stripping or influencing of the lubricating film normally formed when the rolling elements rotate does not occur.
The leadership of the rolling elements at their ends in the described embodiments provides the advantages that once the leading web parts are in a rigid connection with the side end rings and even at very high speeds by any force influences such. B. are not affected by the occurrence of vibrations in their position and their leadership that they are also not involved in the compression of the rolling elements and constantly maintain their position.
Depending on the requirements, they can also be dimensioned in an optimal length so that they guide the rolling elements absolutely securely axially parallel to two widely spaced points with line contact. In the cage according to FIGS. 15 and 16, in contrast to the previously shown Ausführungsfor men, the leadership of the rolling elements 59 and the leadership of the cage on the rolling elements between the two angled sections 60 are placed.
The cage also made from a cylindrical sleeve, with pockets 61 of different widths provided ver cage is with its central web parts 62, as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, deformed. However, the width of the individual pocket sections is designed so that the two outer sections 63 only form a holder for the rolling elements 59 inward through the web parts 65 adjoining the lateral end rings 64, while the middle section 66 provides the holder to the outside and at the same time the required Leadership is achieved.
The side faces 67 angled with the web running parallel to one another, the sections 60 ver connect the web parts 62 and 65 with one another. Outside the pitch circle 69, the guide surfaces 70 on the central web parts 62 run tangentially to the roller body jacket 68. Here, too, the cage profile shown can be reversed so that the guide surfaces can lie within the pitch circle.
As, for example, in Figures 6 and 8 Darge provides. It is possible to manufacture the leading web parts inside or outside the pitch circle so precisely that without additional processing of the web edges an exact axially parallel line guidance of the rolling elements is guaranteed and the cage is guided on them. In order to further refine this guidance and to ensure absolutely precise dimensional stability of the guide surfaces and to ensure that precisely measured distances between the leading web parts are maintained, the web edges can be specially shaped in all embodiments. So it is e.g.
B. possible in a simple manner to emboss the axially extending, ent during punching edges 24 to guide surfaces 25 to.
The guide surfaces 14, 25, 44, 58, 70 are easily accessible for tools from the outside or inside and therefore easy to work with, since the other web parts of the cage located outside or inside the respective leading web parts have a greater distance from one another than that Bar parts to be machined and guided. The molded, z.
B. embossed guide surfaces are expediently tangential to the rolling element shell and thus form wedge-shaped openings 26 to the line of contact with the rolling elements, through which, at least in the direction of rotation, the rolling element accumulates the lubricant between these and the guide surfaces and thereby a pressure cushion for the rich chen Lubrication is formed between the guide surface and the rolling element.
It is also possible to adapt the guide surfaces to the circular shape of the rolling element jacket or, seen in cross section, to give them a larger radius than that of the rolling elements, in such a way that at least in the direction of rotation of the rolling elements, the lubricant accumulates and a pressure cushion is used Securing the lubrication is formed in a narrowed point. The exact position of the pressure pad can be in all variants, e.g. B. small depressions generated by means of embossing or determined by parallel to the rolling elements placed baffles.