DE102008018380A1

DE102008018380A1 - Wälzlagerkäfig zur Führung von Wälzkörpern zwischen zwei Laufbahnen

Info

Publication number: DE102008018380A1
Application number: DE102008018380A
Authority: DE
Inventors: Robert Godau; Matthias Kohlhepp; Christian Dr. Schäfer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-10-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig mit einem ersten und zweiten ringförmigen Bereich, wobei die beiden ringförmigen Bereiche über Querstege miteinander verbunden sind und hierbei Wälzlagertaschen ausbilden, wobei ein erstes Paar von zwei an einem Quersteg angrenzenden und sich entlang einer ersten Diagonale diagonal gegenüberliegenden Ecken benachbarter Wälzlagertaschen eine Eckengeometrie in Form von jeweils wenigstens einer Aussparung aufweist und ein zweites Paar von zwei an demselben Quersteg angrenzenden und sich entlang einer anderen Diagonale diagonal gegenüberliegenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen jeweils eine gegenüber dem ersten Paar unterschiedliche Eckengeometrie aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig mit einem ersten und zweiten ringförmigen Bereich, wobei die beiden ringförmigen Bereiche über Querstege miteinander verbunden sind und hierbei Wälzlagertaschen ausbilden. Der Wälzlagerkäfig dient zur Führung von Wälzkörpern zwischen zwei Laufbahnen eines Wälzlagers.
Käfige werden im Allgemeinen bei Wälzlagern dazu eingesetzt, die Wälzkörper axial zu führen, wobei sie den Abstand zwischen den Wälzkörpern einstellen. Dabei ist es aus Gründen der Betriebssicherheit und der Wirtschaftlichkeit erforderlich, eine möglichst gute Schmierung der Wälzkörper in dem Käfig zu erreichen.
Aus der DE 10 2005 008 668 A1 ist ein Wälzlagerkäfig mit einer Schmiertasche bekannt. Der Wälzlagerkäfig besteht dabei aus axial beabstandeten Käfigringen, welche zur Ausbildung von Wälzkörpertaschen mit Querstegen verbunden sind. In den Wälzkörpertaschen sind Wälzkörper achsparallel gehalten und drehbar angeordnet. Darüber hinaus sind mehrere Schaufel- und Pumpeneinrichtungen für Schmiermittel beispielsweise am Ringumfang versetzt angeordnet. Die jeweilige Schaufel- und Pumpeneinrichtung besteht einerseits aus einer in die Seitenfläche des Käfigrings eingeformten Schmiertasche und einer Schmiernut. Die Schmiernut verläuft dabei in Käfigrichtung als rinnenförmig ausgebildeter Schmiermittelkanal, welcher in die radiale äußere Querstegfläche des der Schmiertasche zugeordneten Querstegs eingeformt ist. Dieser Wälzlagerkäfig hat den Nachteil, dass der Käfig durch das Einbringen der Schmiertaschen und Schmiernuten geschwächt wird. Des Weiteren wird bei dem Käfig nicht die Schmierstoffverteilung im Lager berücksichtigt.
Des Weiteren ist aus der DE 19 738 331 A1 ein Lagerkäfig mit Schmierkanal bekannt. Der Lagerkäfig besteht dabei aus zwei ringförmigen Endrändern, die axial längs einer gemeinsamen Achse beabstandet angeordnet sind. Querstege verbinden dabei die Endränder derart, so dass längliche Wälzkörpertaschen zwischen Endrändern und den Querstegen entstehen zum Halten von Wälzkörpern. Die Endränder und die Querstege sind mit radial nach außen gerichteten T-förmigen Führungsflächen ausgebildet. Eine radial äußere Oberfläche der Endränder, welche nicht durch die Führungsflächen abgedeckt ist, ist zurückgesetzt und bildet ringförmige Schmiermittelkanäle längs der axial äußeren Abschnitte der Endränder. Ein Lager mit dem zuvor beschriebenen Lagerkäfig hat jedoch den Nachteil, dass keine Zwangsschmierung erfolgt.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2006 027 692 A1 ein Käfig für ein Zylinderrollenlager bekannt. Der Käfig weist dabei ein Paar ringförmiger Bereiche auf, welche einander in einem vorbestimmtem Abstand in axialer Richtung gegenüberliegen. Hierbei sind mehrere Säulenbereiche vorgesehen zur Verbindung der ringförmigen Bereiche. In dem Käfig sind des Weiteren Schmiermittelauffangbereiche mit einer konkaven Form ausgebildet, genauer gesagt in den Führungsflächen der Säulenbereiche zum Führen von den gegenüberliegenden Rollkontaktflächen der zylindrischen Rollen in Umfangsrichtung der Taschen. Die Schmiermittelauffangbereiche sind dabei im Allgemeinen dreieckig ausgebildet, mit einem radial außen liegenden Gipfelpunkt. Dieser Käfig hat jedoch den Nachteil, dass eine Zuführung in der Rollenmitte erfolgt. Des Weiteren ist bei diesem Lager kein definierter Schmiermittelfluss vorhanden.
Wälzlagerkäfige, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden zum Teil an den Borden von Lagerringen geführt. Enge Spalte zwischen dem Käfig und dem Führungsbord, sowie Berührungen von Käfig und Führungsbord führen zu Temperaturentwicklungen durch Reibung zwischen Käfig und Bord. Die geringe Spaltbreite zwischen Käfig und Bord kann des Weiteren zu einer Anstauung von Schmierstoff führen, die eine Wärmeableitung verhindert.
Der Schmierstofffluss zwischen Käfigunterseite und Käfigoberseite ist nur bedingt möglich. Im Bereich einer Wälzkörperführung durch den Käfig ist der Schmierstoffaustausch durch enge Spalte und teilweisen Kontakt behindert und zudem ungleichmäßig. Etwaige Freistellungen an den Ecken der Käfigtaschen führen zu einem lokalen Schmierstofffluss nur an den Wälzkörperenden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Wälzlagerkäfig bereitzustellen, welcher einen verbesserten Schmiermittelfluss erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch einen Wälzlagerkäfig mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung erfolgt dadurch, dass ein erstes Paar von zwei an einem Quersteg angrenzenden und sich entlang einer ersten Diagonale diagonal gegenüberliegenden Ecken benachbarter Wälzlagertaschen eine Eckengeometrie in Form von jeweils wenigstens einer Aussparung aufweist und ein zweites Paar von zwei an demselben Quersteg angrenzenden und sich entlang einer anderen Diagonale diagonal gegenüberliegenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen jeweils eine gegenüber dem ersten Paar unterschiedliche Eckengeometrie aufweist.
Der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig hat dabei den Vorteil, dass durch die diagonale Anordnung von Ecken mit unterschiedlicher Eckengeometrie, insbesondere z. B. Größe oder Anzahl von Aussparungen, an einem gemeinsamen Quersteg azimuthal und axial ungleiche lokale Druckverhältnisse erzeugt werden können und damit eine geeignete, insbesondere lokale, Schmiermittelförderung erzielt werden kann. Insbesondere kann durch die asymmetrische Ausbildung mindestens eines Quersteges bzw. durch die diagonal gegenüberliegende Anordnung von Ausnehmungen an dem Quersteg ein kontrollierter Schmiermittelfluss erzielt werden. Diese Anordnung von Ausnehmungen führt bei einem Wälzlager mit einem solchen Wälzlagerkäfig lokal zu azimuthal und axial ungleichen Druckverhältnissen und damit zu der gewünschten Schmiermittelförderung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Eckengeometrie der Ecken des zweiten Paares Ausrundungen. Derartige Ausrundungen entsprechen einem Verrunden der Ecken durch Radien.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Eckengeometrie der Ecken des zweiten Paares Aussparungen. Dabei können die Aussparungen der Ecken des zweiten Paares insbesondere hinsichtlich ihrer Größe, Form, Anzahl und/oder Position gegenüber den Aussparungen der Ecken des ersten Paares verschieden sein. Insbesondere können die Aussparungen der Ecken des ersten Paares jeweils eine insgesamt größere Ausnehmung bilden als die Aussparungen der Ecken des zweiten Paares. Die Ecken des zweiten Paares bilden somit jeweils eine insgesamt kleinere Ausnehmung.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Aussparungen rund, mehreckig und/oder oval ausgebildet.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Eckengeometrie der Ecken des zweiten Paares Aussparungen und weiterhin sind die Aussparungen rund ausgebildet und die Aussparungen der Ecken des ersten Paares weisen einen größeren Durchmesser auf, als die Aussparungen der Ecken des zweiten Paares. Runde Aussparungen können z. B. durch kreisförmige oder ovale Aussparungen gebildet werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie leicht zu realisieren ist und die Schmiermittelmenge, die über die jeweilige Ausnehmung hindurchgeleitet werden kann, einfach über die Wahl des Durchmessers eingestellt werden kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Eckengeometrie der Ecken des zweiten Paares Aussparungen und weiterhin sind die Aussparungen eckig ausgebildet und die Aussparungen der Ecken des ersten Paares weisen eine größere Längskante und/oder Breite auf, als die Aussparungen der Ecken des zweiten Paares. Auf diese Weise kann ebenfalls über die Wahl der Längskante bzw. Breite der jeweiligen Aussparung sehr einfach der Schmiermittelfluss durch die Ausnehmung eingestellt werden.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Aussparungen an den Ecken der Wälzlagertaschen jeweils beispielsweise gleich groß ausgebildet. Um eine asymmetrische Ausbildung der Eckengeometrie zu erreichen, wird in diesem Fall die Zahl der Aussparungen variiert. Hierbei weisen z. B. die Ecken des ersten Paares jeweils eine größere Anzahl von Aussparungen auf, als die Ecken des zweiten Paares. Z. B. weisen die Ecken des ersten Paares zwei Aussparungen und die Ecken des zweiten Paares eine Aussparung auf. Auf diese Weise kann ebenfalls der Schmiermittelfluss durch die Aussparungen eingestellt werden. Grundsätzlich ist die Form (z. B. rund, mehreckig und/oder oval), Position und/oder Anzahl der Aussparungen an den Ecken der Wälzlagertaschen gemäß der Erfindung beliebig variierbar, sofern sich eine asymmetrische Anordnung bezüglich des Quersteges ergibt und in jeder der beiden an den Quersteg angrenzenden Wälzlagertaschen zumindest eine Ecke eine Aussparung aufweist, wobei diese sich bezüglich des Quersteges diagonal gegenüberliegen. Dabei können beispielsweise runde, eckige oder Kombinationen aus runden und eckigen Aussparungen verwendet werden, wobei an einem Quersteg oder in einer Wälzlagertasche jeweils die gleiche Aussparungsform und/oder Aussparungszahl vorhanden ist oder eine unterschiedliche Aussparungsform und/oder Aussparungszahl vorhanden ist.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Eckengeometrie beider Ecken des ersten Paares gleich oder verschieden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Eckengeometrie beider Ecken des zweiten Paares gleich oder verschieden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen mehrere Querstege des Wälzlagerkäfigs die erfindungsgemäße Ausformung der an den Querstegen angrenzenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen auf.
Insbesondere kann z. B. in Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs jeder zweite Quersteg die erfindungsgemäße Ausformung der an den Querstegen angrenzenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen aufweisen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen alle Querstege des Wälzlagerkäfigs die erfindungsgemäße Ausformung der an den Querstegen angrenzenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen auf. Dabei können sich die innerhalb einer Wälzlagertasche befindlichen Ecken der ersten Paare entweder diagonal gegenüberliegen oder gemeinsam an einem der beiden ringförmigen Bereiche liegen. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform liegen sich Ecken der ersten Paare innerhalb einer Wälzlagertasche diagonal gegenüber. Die Wälzlagertaschen weisen in einer Draufsicht somit jeweils eine gleiche Anordnung von Ecken des ersten Paares auf.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Wälzlagerkäfig beispielsweise aus Metall, wie z. B. Stahl oder Messing, und/oder aus Kunststoff gefertigt oder weist dieses auf. Dabei sind auch Kombinationen aus Metall und Kunststoff möglich, je nach Funktion und Einsatzzweck.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Wälzlagerkäfig an einem Außenbord oder Innenbord eines Wälzlagers geführt. Hierdurch können die Wälzkörper optimal geführt werden ohne deren Rolleigenschaften zu beeinträchtigen.
Grundsätzlich sind die Form und/oder Anzahl der Aussparungen an den beiden gegenüberliegenden Ecken des ersten Paares beliebig variierbar. Beispielsweise können die Aussparungen rund, mehreckig und/oder oval ausgebildet sein, wobei die Aussparungen einer Wälzlagertasche, sowie der benachbarten Wälzlagertasche beliebig variiert werden können. Des Weiteren können die Aussparung oder Aussparungen der gegenüberliegenden Ecken eines Paares jeweils eine gleich große oder unterschiedlich große Ausnehmung bilden. Auf diese Weise können ebenfalls azimuthal und axial ungleiche Druckverhältnisse erzeugt werden. Die Ecke einer Wälzlagertasche, die keine Aussparung oder Aussparungen aufweist, kann beispielsweise unverändert „eckig” belassen werden, bzw. nicht abgerundet ausgebildet sein, oder abgerundet ausgebildet werden, d. h. eine Ausrundung umfassen, wie im nachfolgenden in 7 gezeigt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematischer Ausschnitt des Schmiermittelflusses in einem Wälzlagerkäfig mit Wälzlagern gemäß dem Stand der Technik;
2 ein schematischer Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs mit Wälzlagern gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein schematischer Ausschnitt des Schmiermittelflusses in einem Wälzlagerkäfig mit Wälzlagern gemäß der Erfindung;
4 ein schematischer Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs mit Wälzlagern gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5 ein schematischer Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs mit Wälzlagern gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
6 ein schematischer Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs mit Wälzlagern gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
7 ein schematischer Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs mit Walzlagern gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung und
8 ein schematischer Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
In 1 ist ein Ausschnitt der Führung zweier Wälzkörper 10, 12 in einem angedeuteten Wälzlagerkäfig 14 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Der Wälzlagerkäfig 14 weist hierbei Wälzlagertaschen (nicht dargestellt) auf, in denen die Wälzkörper 10, 12 angeordnet sind, wobei die Taschen symmetrisch gestaltet sind und beispielsweise mit Ausnehmungen an ihren Ecken versehen sein können. Die Ausnehmungen sind hierbei jeweils gleich groß.
Wie in 1 gezeigt ist, drehen die beiden ersten und zweiten Wälzkörper 10, 12 in Pfeilrichtung X. Durch die Rotation nehmen die beiden Wälzkörper 10, 12 das Schmiermittel auf und transportieren es in Laufrichtung. Dabei entsteht ein lokaler Schmiermittelfluss derart, dass das Schmiermittel auf einer Seite 20 des ersten Wälzkörpers 10 in den Raum zwischen dem Wälzlagerkäfig 14 und der Laufbahn gefördert und auf der anderen Seite 18 des Wälzkörpers 10 aus diesem Raum heraus gedrängt und nach unten weiter zu dem zweiten Wälzkörper 12 geführt. Dort wird das Schmiermittel auf der gegenüberliegenden Seite 16 des zweiten Wälzkörpers 12 u. a. an beiden Enden 22, 24 aufgenommen, wie durch den Pfeil u und den Pfeil v dargestellt ist. Durch die symmetrische Gestaltung der Wälzlagertaschen bzw. deren Ausnehmungen entsteht jedoch kein kontrollierter, lokaler Fluss des Schmiermittels quer zu den Wälzkörpern.
In 2 ist daher in einer vereinfachten Darstellung ein Ausschnitt eines Wälzlagerkäfigs 14 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, mit welchem ein kontrollierter, lokaler Schmiermittelfluss erzeugt werden kann. Der Wälzlagerkäfig 14 weist dabei zwei zueinander axial beabstandete Ringelemente bzw. zwei ringförmige Bereich 26 auf. Die ringförmigen Bereiche 26 sind dabei über Querstege 28 miteinander verbunden und bilden hierbei Wälzkörpertaschen 30, 32 aus.
Der Wälzlagerkäfig 14 gemäß der Erfindung kann hierbei aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder diese aufweisen, wie beispielsweise Kunststoff oder Metall. Dabei kann der Wälzlagerkäfig 14 vorzugsweise aus Messing oder Stahl gefertigt werden oder eines dieser Materialien zumindest aufweisen. Des Weiteren wird der Wälzlagerkäfig 14 beispielsweise an einem Bord des Wälzlagers (nicht dargestellt) befestigt, d. h. der Wälzlagerkäfig 14 wird am Außenring- oder Innenringbord geführt, um die Rolleigenschaften der Wälzköper 10, 12 nicht negativ zu beeinflussen und diese optimal zu führen.
Um nun einen optimalen, insbesondere lokalen, Schmiermittelfluss zu erhalten ist der Quersteg 28 des Wälzlagerkäfigs 14 gemäß der Erfindung asymmetrisch ausgeführt. Dabei weisen jeweils die gegenüberliegenden Seiten der beiden benachbarten Wälzkörpertaschen 30, 32 an ihren Ecken Ausnehmungen 34 auf, hier in Form von jeweils einer Aussparung 36. Im vorliegenden Fall, wie er in 2 gezeigt ist, sind hierbei runde Aussparungen 36 an den Ecken vorgesehen. Dabei weist eine Seite der jeweiligen Wälzlagertasche 30, 32 eine größere Ausnehmung 34 in Form einer größeren Aussparung 36 und die andere Seite eine kleinere Ausnehmung 34 in Form einer kleineren Aussparung 36 auf. Des Weiteren liegen sich die größeren Ausnehmungen 34, hier die größeren Aussparungen 36, der benachbarten Seiten A, B der beiden Wälzlagertaschen 30, 32 diagonal gegenüber. Entsprechendes gilt für die kleineren Ausnehmungen 34 bzw. kleineren Aussparungen 36 der Wälzlagertaschen 30, 32. Auf diese Weise wird eine asymmetrische Ausgestaltung des Steges 28 erreicht. Dadurch, dass die Wälzlagertaschen 30, 32 jeweils an allen Ecken Aussparungen 36 aufweisen, soll gemäß 2 verdeutlicht werden, dass in dieser Ausführungsform mehr als ein Quersteg 28 erfindungsgemäß ausgebildet ist.
Diese asymmetrische Ausführung führt hierbei zu einer Zwangsführung des Schmiermittels zur Schmierung des Wälzlagers. Das Schmiermittel wird hierbei durch die Rotation des ersten Wälzkörpers in Pfeilrichtung X auf einer Seite A* des Wälzlagerkäfigs 14 in den Raum zwischen dem Wälzlagerkäfig 14 und der Laufbahn gefördert. Gemäß der Darstellung in 2 wird das Schmiermittel dabei nach oben gefördert und auf einer Seite A des Wälzlagerkäfigs 14 u. a. über die Ausnehmungen 34 der ersten Wälzlagertasche 30 wieder aus diesem Raum heraus gedrängt, bzw. gemäß der Darstellung in 2 nach unten weiter zu dem zweiten Wälzkörper bzw. dessen Seite B geführt und von diesem aufgenommen. Die unterschiedlichen Öffnungsdurchmesser bzw. Größen der Aussparungen 36 führen azimuthal und axial zu ungleichen Druckverhältnissen und damit zu der gewünschten Schmiermittelförderung, wie sie an anhand von 3 noch weiter beschrieben wird.
Dadurch, dass über die größere Ausnehmung 34 der ersten Wälzlagertasche eine größere Menge an Schmiermittel austritt, die von der gegenüberliegenden kleineren Ausnehmung 34 der benachbarten Wälzlagertasche des zweiten Wälzlagers nicht vollständig aufgenommen werden kann, wandert das übrige Schmiermittel diagonal gemäß der Pfeilrichtung Y zu der größeren Ausnehmung 34 der Wälzlagertasche 32 des zweiten Wälzlagers. Auf diese Weise wird ein kontrollierter Schmiermittelfluss erzeugt.
In 3 ist ein Ausschnitt der Führung zweier Wälzkörper 10, 12 in einem angedeuteten Wälzlagerkäfig gemäß der Erfindung gezeigt. Der Wälzlagerkäfig kann dabei, wie die erste Ausführungsform des Wälzlagerkäfigs in 2 ausgebildet sein. Gemäß 3 drehen die beiden ersten und zweiten Wälzkörper 10, 12 in Pfeilrichtung X. Hierbei wird das Schmiermittel durch die Rotation des ersten bzw. zweiten Wälzkörpers 10, 12 ebenfalls in Pfeilrichtung X mitgenommen. Dabei wird das Schmiermittel des jeweiligen Wälzkörpers 10, 12 in den Raum zwischen dem Wälzlagerkäfig und der Laufbahn gefördert. Anschließend wird das Schmiermittel beispielsweise des ersten Wälzkörpers 10 nach oben gefördert und u. a. über die beiden Ausnehmungen, d. h. die größere und die kleinere Ausnehmung der zugehörigen Wälzlagertasche, und wieder aus diesem Raum heraus gedrängt, bzw. nach unten weiter zu dem zweiten Wälzkörper 32 geführt. Wie zuvor beschrieben, liegenden sich die größeren bzw. kleineren Ausnehmungen der beiden benachbarten Wälzlagertaschen diagonal gegenüber. Dabei wird nun Schmiermittel, von dem ersten Wälzkörper 10 nach unten in den Raum zwischen den beiden Wälzkörpern 10, 12 gefördert. Dabei wird auf einer Seite der Wälzlagertasche des ersten Wälzkörpers 10 eine größere Menge an Schmiermittel nach unten gefördert und von der direkt gegenüber liegenden kleineren Ausnehmung der Wälzlagertasche des zweiten Wälzkörpers 12 aufgenommen, was mit dem Pfeil a veranschaulicht wird. Entsprechend wird auf der anderen Seite der Wälzlagertasche des ersten Wälzkörpers 10 eine kleinere Menge an Schmiermittel nach unten gefördert und direkt von der gegenüber liegenden größeren Ausnehmung der Wälzlagertasche des zweiten Wälzkörpers 12 aufgenommen, was durch den Pfeil b angedeutet wird. Die übrige Schmiermittelmenge, die von der kleineren Ausnehmung der Wälzlagertasche des zweiten Wälzkörpers 12, nicht aufgenommen werden kann wird nun diagonal in Pfeilrichtung Y bewegt und kann dort von der größeren Ausnehmung der Wälzlagertasche des zweiten Wälzkörpers 12 aufgenommen werden. Auf diese Weise entsteht ein kontrollierter Schmiermittelfluss. Wie zuvor bereits beschrieben führen die unterschiedlichen Größen der Ausnehmungen bzw. hier der Aussparungen azimuthal und axial zu ungleichen Druckverhältnissen und damit zu der gewünschten Schmiermittelförderung.
Weitere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Gestaltung der Wälzlagertaschen 30, 32 werden im Folgenden anhand der 4 bis 7 beschrieben.
In 4 ist eine zweite Ausführungsform für einen Wälzlagerkäfig 14 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Ausnehmungen 34 an den Ecken der Wälzlagertaschen 30, 32 sind in diesem Falle nicht in Form von runden sondern eckigen Aussparungen 36 realisiert, beispielsweise viereckigen bzw. rechteckigen Aussparungen 36. Um einen kontrollierten Schmiermittelfluss zu erreichen, wenn sich die Wälzkörper beispielsweise in Pfeilrichtung X drehen, sind hierbei die großen eckigen Aussparungen 36 der beiden Wälzlagertaschen 30, 32 des ersten und zweiten Wälzkörpers diagonal gegenüberliegend angeordnet. Entsprechendes gilt für die kleineren eckigen Aussparungen 36. Die Größe der Ausnehmungen 34 bzw. Aussparungen 36 wird dabei beispielsweise festgelegt, indem die Länge ax der großen Aussparungen 36 größer ist als die Länge ay der kleineren Aussparungen 36. Die Breite d der großen und kleinen Aussparungen 36 ist dagegen beispielsweise gleich. Auf diese Weise wird bewirkt, dass wenn sich die Wälzkörper in den Wälztaschen 30, 32 drehen, das Schmiermittel von einem Ende 22 zum anderen Ende 24 der Wälzkörper bewegt wird, wie mit dem Pfeil Y angedeutet ist.
In 5 ist eine weitere dritte Ausführungsform für einen Wälzlagerkäfig 14 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Ausnehmungen 34 an den Ecken der Wälzlagertaschen 30, 32 sind in diesem Falle ebenfalls in Form von eckig ausgebildeten Aussparungen 36 vorgesehen, wie in der zweiten Ausführungsform. Die Aussparungen 36 stehen jedoch nur über eine Seite der Wälzlagertasche vor und nicht über beide Seiten, wie in der ersten und zweiten Ausführungsform. Die größeren Ausnehmungen 34 bzw. Aussparungen 36 der beiden Wälzlagertaschen 30, 32 sind hierbei, wie zuvor, einander bezüglich des Quersteges 28 diagonal gegenüberliegend angeordnet. Entsprechendes gilt für die kleineren Ausnehmungen 34 bzw. Aussparungen 36 der Wälzlagertaschen 30, 32.
Des Weiteren ist in 6 eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wälzlagerkäfigs 14 gemäß der Erfindung gezeigt. Dabei weisen die Wälzlagertaschen 30, 32 der beiden ersten und zweiten Wälzkörper beispielsweise gleich große Aussparungen 36 auf, jedoch sind diagonal auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten der beiden Wälzkörpertaschen 30, 32 eine größere bzw. kleinere Anzahl an Aussparungen 36 vorgesehen, um die größeren Ausnehmungen 34, z. B. der Ecken des ersten Paares, und die kleineren Ausnehmungen 34, z. B. der Ecken des zweiten Paares, zu realisieren. So sind auf den diagonal gegenüberliegenden Seiten des Quersteges 28 bzw. der beiden Wälzkörpertaschen 30, 32 einmal zwei Aussparungen 36 vorgesehen, um die jeweils größere Ausnehmung 34 zu bilden, lind auf den anderen diagonal gegenüberliegenden Seiten jeweils nur eine Aussparung 36, um die kleinere Ausnehmung 34 zu realisieren. Auf diese Weise werden, wie bei den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, unterschiedlich große Volumen an Schmiermittel über die Ausnehmungen 34 an den Enden der Wälzkörper transportiert. Dies führt azimuthal und axial zu ungleichen Druckverhältnissen und damit zu der gewünschten Schmiermittelförderung.
In 7 ist eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wälzlagerkäfigs 14 gezeigt. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weist der Quersteg 28 gemäß der fünften Ausführungsform jeweils nur an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken jeweils eine oder mehrere Aussparungen 36 auf. Die anderen beiden diagonal gegenüberliegenden Ecken des jeweiligen Quersteges 28 können beispielsweise lediglich abgerundet ausgebildet sein, d. h. Ausrundungen 37 aufweisen, oder auch eckig belassen werden, d. h. ohne Ausrundungen.
In 7 weisen die beiden gegenüberliegenden Ecken beispielsweise jeweils eine Aussparung 36 auf, während die beiden anderen gegenüberliegenden Ecken nur eine Ausrundung 37 aufweisen. Die Aussparungen 36 zweier benachbarter Wälzlagertaschen 30, 32, die sich diagonal gegenüber liegen, können hierbei, wie in 7 gezeigt ist, eine jeweils gleich große Ausnehmung 34 bilden. Grundsätzlich können die diagonal gegenüberliegenden Ausnehmungen 34 hierbei aber auch unterschiedlich groß oder mit unterschiedliche Form ausgebildet sein, je nach Funktion und Einsatzzweck.
Durch die diagonale Anordnung der Ausnehmungen 34 zweier benachbarter Wälzlagertaschen 30, 32 werden, wie bei den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, unterschiedlich große Volumen an Schmiermittel über die Ausnehmungen 34 an den Enden der Wälzkörper transportiert. Dies führt azimuthal und axial zu ungleichen Druckverhältnissen und damit zu der gewünschten Schmiermittelförderung. Dadurch, dass zwei gegenüberliegende Ecken zweier benachbarter Wälzlagertaschen 30, 32 nur beispielsweise abgerundet sind, wird hier nur wenig Schmiermittel gefördert, während das meiste Schmiermittel an den Ecken mit den Ausnehmungen 36 gefördert wird.
In 8 ist eine sechste erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wälzlagerkäfigs 14 gezeigt. Während die Wälzlagerkäfige 14 gemäß den bisher beschriebenen Ausführungsformen jeweils an benachbarten Querstegen die erfindungsgemäße Ausformung der Ecken aufwiesen, weist gemäß der sechsten Ausführungsform nur jeder zweite Quersteg 28 die erfindungsgemäße Ausformung der Ecken auf. Dies stellt einen Kompromiss zwischen der Verbesserung des (lokalen) Schmiermittelflusses einerseits und dem Bearbeitungsaufwand andererseits dar. Selbstverständlich kann die sechste Ausführungsform mit Merkmalen der vorangegangen Ausführungsformen kombiniert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind dabei beliebig miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon. Dabei können die Aussparungen 36 neben der zuvor beschriebenen runden oder eckigen Form beliebige Formen aufweisen. Auch können beispielsweise unterschiedliche Formen von Aussparungen 36 kombiniert werden, so können an einem Ende einer Wälzlagertasche 30, 32 beispielsweise eine runde Aussparung 36 vorgesehen sein und an einem anderen Ende eine eckige Aussparung 36. Des Weiteren können auch die Wälzlagertaschen 30, 32 unterschiedliche oder gleiche Formen von Aussparungen 36 aufweisen. Des Weiteren könne die Aussparungen 36 auch in Bezug auf ihre Anzahl und/oder Form bzw. Größe beliebig variiert und kombiniert werden.
Entscheidend ist, dass bei den Ausführungen eins bis vier sich die größeren Ausnehmungen 34 der benachbarten Wälzlagertaschen 30, 32, d. h. die Ausnehmungen 34 mit der insgesamt größeren Größe, die durch die jeweiligen Aussparungen 36 gebildet werden, diagonal gegenüberliegen und entsprechend die kleineren Ausnehmungen 34, d. h. die Ausnehmungen 34 mit der insgesamt kleineren Größe, die durch die jeweiligen Aussparungen 36 gebildet werden.

10: erster Wälzkörper
12: zweiter Wälzkörper
14: Wälzlagerkäfig
16: Seite (zweiter Wälzkörper)
18: Seite (erster Wälzkörper)
20: Seite (erster Wälzkörper)
22: Ende (Wälzkörper)
24: Ende (Wälzkörper)
26: ringförmiger Bereich
28: Quersteg
30: erste Wälzkörpertasche
32: zweite Wälzkörpertasche
34: Ausnehmung
36: Aussparung
37: Ausrundung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005008668 A1 [0003]
- DE 19738331 A1 [0004]
- DE 102006027692 A1 [0005]

Claims

Wälzlagerkäfig (14) mit einem ersten und zweiten ringförmigen Bereich (26), wobei die beiden ringförmigen Bereiche (26) über Querstege (28) miteinander verbunden sind und hierbei Wälzlagertaschen (30, 32) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Paar von zwei an einem Quersteg (28) angrenzenden und sich entlang einer ersten Diagonale diagonal gegenüberliegenden Ecken benachbarter Wälzlagertaschen eine Eckengeometrie in Form von jeweils wenigstens einer Aussparung (36) aufweist und ein zweites Paar von zwei an demselben Quersteg (28) angrenzenden und sich entlang einer anderen Diagonale diagonal gegenüberliegenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen jeweils eine gegenüber dem ersten Paar unterschiedliche Eckengeometrie aufweist.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckengeometrie der Ecken des zweiten Paares Ausrundungen (37) umfasst.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckengeometrie der Ecken des zweiten Paares Aussparungen (36) umfasst.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (36) der Ecken des zweiten Paares hinsichtlich ihrer Größe, Form, Anzahl und/oder Position gegenüber den Aussparungen (36) der Ecken des ersten Paares verschieden ist.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (36) der Ecken des ersten Paares jeweils eine insgesamt größere Ausnehmung (34) bilden als die Aussparungen (36) der Ecken des zweiten Paares.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (36) rund, mehreckig und/oder oval ausgebildet sind.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (36) rund ausgebildet sind und die Aussparungen (36) der Ecken des ersten Paares einen größeren Durchmesser aufweisen, als die Aussparungen (36) der Ecken des zweiten Paares.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (36) eckig ausgebildet sind und die Aussparungen (36) der Ecken des ersten Paares eine größere Längskante und/oder Breite aufweisen, als die Aussparungen (36) der Ecken des zweiten Paares.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der Ansprüche 3–8 dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken des ersten Paares jeweils eine größere Anzahl von Aussparungen (36) aufweisen, als die Ecken des zweiten Paares.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckengeometrie beider Ecken des ersten Paares gleich oder verschieden ist.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckengeometrie beider Ecken des zweiten Paares gleich oder verschieden ist.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Querstege (28) des Wälzlagerkäfigs (14) die erfindungsgemäße Ausformung der an den Querstegen (28) angrenzenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen (30, 32) aufweisen.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Querstege (28) des Wälzlagerkäfigs (14) die erfindungsgemäße Ausformung der an den Querstegen (28) angrenzenden Ecken der benachbarten Wälzlagertaschen (30, 32) aufweisen.
Wälzlagerkäfig (14) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich Ecken der ersten Paare innerhalb einer Wälzlagertasche (30, 32) diagonal gegenüberliegen.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzlagerkäfig (14) beispielsweise aus Metall, wie z. B. Stahl oder Messing, und/oder aus Kunststoff gefertigt ist oder dieses aufweist.
Wälzlagerkäfig (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzlagerkäfig (14) an einem Außenbord oder Innenbord eines Wälzlagers geführt ist.