DE102008022935B4

DE102008022935B4 - Schrägkugelscheibenlagerkäfig

Info

Publication number: DE102008022935B4
Application number: DE102008022935A
Authority: DE
Inventors: Hubert Köttritsch; Ferdinand Schweitzer; Robert Zeillinger; Armin Olschewski; Hendrikus Jan Kapaan; Koos Zwarts
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: DE102008022935A1

Abstract

Schrägkugelscheibenlagerkäfig zum Halten von gelochten Kugelscheiben (10) in einem Schrägkugelscheibenlager (12), umfassend einen Seitenring (14) und eine Mehrzahl von an den Seitenring (14) angeformten Stegelementen (16), die jeweils zwischen zwei Kugelscheiben (10) angeordnet sind, gekennzeichnet durch jeweils zwischen zwei Stegelementen (16) angeordnete Zapfenelemente (18), auf denen die gelochten Kugelscheiben (10) mit ihrer Lochung verliersicher aufschnappbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schrägkugelscheibenlagerkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Käfige zum Halten von Wälzkörpern in einem Wälzlager mit wenigstens einem Seitenring und einer Mehrzahl von an den Seitenring angeformten Stegelementen, die jeweils zwischen zwei Wälzkörpern angeordnet sind, bekannt. Die Wälzkörper werden in dem Käfig verliersicher gehalten und sind zwischen jeweils zwei Stegelementen eingeschnappt.
Aus der US 3,620,585 A ist ein Kugelscheibenlager bekannt, bei dem gelochte Kugelscheiben in einem Käfig angeordnet sind, wobei der Käfig zwei Seitenringe und sich durch die Lochungen der Kugelscheiben hindurch erstreckende Stege umfasst, die die beiden Seitenringe miteinander verbinden. Dabei ist die Lochung der Kugelscheiben sehr viel größer dimensioniert als der Stegquerschnitt, so dass die Kugelscheiben bezüglich der Stege eine Pendelbewegung ausführen können.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schrägkugelscheibenlagerkäfig bereitzustellen, in dem die Kugelscheiben sicher geführt bzw. gelagert sind.
Die Erfindung geht aus von einem Schrägkugelscheibenlagerkäfig zum Halten von Kugelscheiben im Lager. Der Käfig umfasst einen Seitenring und eine Mehrzahl von an den Seitenring angeformten Stegelementen, die jeweils zwischen zwei Kugelscheiben angeordnet sind.
Es wird vorgeschlagen, dass der Käfig jeweils zwischen zwei Stegelementen angeordnete Zapfenelemente zum Einstecken in die axiale Bohrung der gelochten Kugelscheibe umfasst, so dass die Kugelscheiben verliersicher aufschnappbar sind. Dadurch kann die Kugelscheibe einerseits durch die drehbare Lagerung auf den Zapfenelementen und andererseits durch die seitliche Führung durch die Stegelemente sicher im Käfig gelagert bzw. gehalten und geführt werden. Die Zapfenelemente können eine Ausrichtung der Kugelscheiben festlegen und fixieren, so dass ein unerwünschtes Verdrehen bzw. Schrägstellen der Kugelscheiben sicher vermieden werden kann.
Eine Flexibilität des Käfigs, insbesondere bei Betrieb des Wälzlagers, aber auch eine Montagefreundlichkeit einer aus dem Käfig und den Kugelscheiben bestehenden Gesamtstruktur kann verbessert werden, ohne eine Flexibilität des Materials des Käfigs zu erhöhen, wenn der Käfig zumindest eine im Bereich eines Stegelements angeordnete Schlitzung umfasst. Als Schlitzung soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein dem Käfig axial nicht vollständig durchdringender Schlitz bezeichnet werden, die insbesondere eine konstante Breite haben kann.
Die Schlitzung kann dabei den Seitenring durchbrechend ausgebildet sein oder sich frei von einer Durchbrechung des Seitenrings in eine vom Seitenring abgewandte Richtung öffnen. Eine symmetrische Struktur des Käfigs und damit eine isotrope Flexibilität der gesamten Struktur kann erreicht werden, wenn im Bereich jedes der Stegelemente eine Schlitzung eingearbeitet ist.
Die Vorteile der beiden Öffnungsrichtungen der Stützungen können verbunden werden, wenn die Schlitzungen sich in einem alternierende Muster in entgegengesetzte Richtungen, insbesondere in Richtung des Seitenrings und in der dem Seitenring entgegengesetzten Richtung, öffnen. Die Schlitzungen können in ihrer Tiefe mehr als 50%, besonders vorteilhaft mehr als 70% oder mehr als 80% einer axialen Länge der Stegelemente ausmachen.
Eine einstückige Ausbildung des Käfigs kann erreicht werden, wenn die Zapfenelemente an den Seitenring angeformt sind. Eine verliersichere Halterung der Kugelscheibe kann einfach realisiert werden, wenn die Zapfenelemente an einem dem Seitenring abgewandten Ende eine radial vorspringende Raststruktur umfassen, die ein Abrutschen des Kugelscheibe von dem Zapfenelement verhindert. Die Raststruktur kann beispielsweise als radial vorspringender Flansch ausgebildet sein. Die Sicherung und Führung durch die Zapfenelemente kann durch eine seitliche Führung durch die Stegelemente verbessert werden, wenn die Stegelemente konkave Seitenflächen umfassen. Die Form der Seitenflächen sollte der Form der konvexen Laufflächen der Kugelscheibe entsprechen.
Insbesondere kann der erfindungsgemäße Käfig in einem zweireihigen Schrägkugelscheibenlager in O-Anordnung eingesetzt werden.
Ein erfindungsgemäßer Käfig kann insbesondere aus Kunststoff, in denkbaren Ausgestaltungen der Erfindung jedoch auch aus Metall, beispielsweise aus Stahlblech, ausgebildet sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:
1 ein Wälzlager mit einem Wälzkörperkäfig nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung in einer Teilschnittdarstellung,
2 einen Wälzkörperkäfig des Wälzlagers nach 1,
3 einen Ausschnitt des Wälzkörperkäfigs aus 2 in einer detaillierteren Ansicht,
4 ein Wälzlager nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung in einer Teilschnittdarstellung
5 den Wälzkörperkäfig des Wälzlagers aus 4 und
6 einen Ausschnitt des Wälzkörperkäfigs aus 5 in einer detaillierteren Ansicht.
1 zeigt ein Wälzlager 12, und zwar ein zweireihiges Schrägkugelscheibenlager mit einem geteilten Außenring 28 und einem Innenring 30. In einem durch Dichtungen 32 geschützten Lagerinnenraum sind zwei Reihen von jeweils durch einen Wälzkörperkäfig aus Kunststoff gehaltenen, als gelochte Kugelscheiben ausgebildeten Wälzkörpern 10 angeordnet, und zwar derart, dass Laufflächen 26 der Wälzkörper 10 an entsprechenden Laufflächen 34 des Außenrings 28 bzw. des Innenrings 30 laufen. Die Laufflächen 34 des Außenrings 28 sind axial nach innen gegenüber den Laufflächen des Innenrings 30 versetzt, so dass eine O-Anordnung entsteht.
Der Wälzkörperkäfig umfasst einen Seitenring 14 und eine Mehrzahl von an den Seitenring 14 angeformten, zwischen jeweils zwei Wälzkörpern 10 angeordneten Stegelementen 16, die von dem Seitenring 14 axial und in einer nach radial innen geneigten Richtung vorspringen. Die Wälzkörper 10 sind jeweils auf mittig zwischen zwei Stegelementen 16 angeordnete Zapfenelemente 18 aufgeschnappt. Die Wälzkörper 10 umfassen dazu eine bezogen auf eine Rotationsachse der Wälzkörper 10 axial in die Wälzkörper 10 eingearbeitete Bohrung. Die Zapfenelemente 18 sind an den Seitenring 14 des Wälzkör perkäfigs angeformt. Der Wälzkörperkäfig ist einstückig als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet.
2 zeigt den Wälzkörperkäfig ohne aufgesteckte Wälzkörper in einer axialen Ansicht und 3 zeigt einen Ausschnitt des Wälzkörperkäfigs in einer Detaildarstellung. An einem dem Seitenring 14 abgewandten Ende sind die Zapfenelemente 18 mit einer als radial vorspringender Flansch ausgebildeten Raststruktur 20 ausgestattet, die ein Abrutschen des Wälzkörpers 10 von dem Zapfenelement 18 verhindert. Der Wälzkörper 10 kann so auf das Zapfenelement 18 aufgeschnappt werden und wird von dem Zapfenelement 18 mittels der Raststruktur 20 verliersicher gehalten.
Um eine Flexibilität des Wälzkörperkäfigs zu erhöhen, ist dieser im Bereich jedes der Stegelemente 16 mit einer Schlitzung 22a ausgestattet, die in ihrer Tiefe etwa 50–70% einer axialen Länge des Stegelements 16 entspricht und die mittig in dem Stegelement 16 angeordnet ist. Die Schlitzung 22a verläuft in einer eine Symmetrieachse des Wälzlagers 12 bzw. des Wälzkörperkäfigs schneidenden und radial verlaufenden Ebene zwischen zwei Wälzkörpern 10. Die Schlitze 22a öffnen sich in Richtung des Seitenrings 14 und durchbrechen den Seitenring 14. An einem dem Seitenring 14 zugewandten bzw. mit dem Seitenring 14 verbundenen Ende des Zapfenelements 18 ist dieses mit einem umlaufenden Wulst 36 ausgestattet.
Die 4–6 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung. Um Wiederholungen zu vermeiden, beschränkt sich die folgende Beschreibung auf Unterschiede zu dem in den 1–3 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei gleiche oder analoge Merkmale mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Ein in 4 dargestelltes Wälzlager 12 umfasst einen einteiligen Außenring 28 und zwei Reihen von jeweils in einem erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfig gehaltenen Wälzkörpern 10 in einer O-Anordnung. Der Wälzkörperkäfig umfasst neben Schlitzungen 22a, die den Seitenring 14 durchbrechen, auch Schlitzungen 22b, die frei von einer Durchbrechung des Seitenrings 14 sind und sich weg vom Seitenring 14 in Richtung der Stegelemente 16 erstrecken. Die Schlitzungen 22a, 22b in den unterschiedlichen Orientierungen sind alternierend in die Stegelemente 16 eingearbeitet, wobei jedes der Stegelemente 16 genau eine Schlitzung 22a, 22b aufweist. Benachbarte Stegelemente 16 sind daher mit Schlitzungen 22a, 22b mit entgegengesetzten Orientierungen ausgestattet. Jedes zweite Stegelement 16 hat eine den Seitenring 14 durchbrechende Schlitzung und jedes zweite Stegelement 16 hat eine dazu entgegengesetzt geöffnete Schlitzung 22b.
Die Stegelemente 16 selbst sind in der den Wälzkörpern 10 zugewandten Richtung mit konkaven Seitenflächen 24 ausgestattet, deren Konkavität der konvexen Form der Laufflächen 26 der Wälzkörper 10 entspricht.
Die 5 und 6 zeigen den Wälzkörperkäfig des Wälzlagers 12 aus 4 in einer detaillierteren Darstellung, in welcher die Größe und die Orientierung der Schlitzungen 22a, 22b erkennbar sind. Eine Tiefe der Schlitzungen 22b ist größer als eine Tiefe der Schlitzungen 22a und entspricht in etwa einer Höhe, um welche die Stegelemente 16 den Seitenring 14 überragen. In einer parallel zu dem Seitenring 14 verlaufenden Ebene weisen die Stegelemente 16 ein schwalbenschwanzförmiges Profil auf, welches an einem radial äußeren Ende breiter ist als an einem radial inneren Ende.

10: Wälzkörper
12: Wälzlager
14: Seitenring
16: Stegelement
18: Zapfenelement
20: Raststruktur
22: Schlitzung
24: Seitenfläche
26: Lauffläche
28: Außenring
30: Innenring
32: Dichtung
34: Lauffläche
36: Wulst

Claims

Schrägkugelscheibenlagerkäfig zum Halten von gelochten Kugelscheiben (10) in einem Schrägkugelscheibenlager (12), umfassend einen Seitenring (14) und eine Mehrzahl von an den Seitenring (14) angeformten Stegelementen (16), die jeweils zwischen zwei Kugelscheiben (10) angeordnet sind, gekennzeichnet durch jeweils zwischen zwei Stegelementen (16) angeordnete Zapfenelemente (18), auf denen die gelochten Kugelscheiben (10) mit ihrer Lochung verliersicher aufschnappbar sind.
Käfig nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eine im Bereich eines Stegelements (16) angeordnete Schlitzung (22a, 22b).
Käfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schlitzung (22a) sich in die Richtung des Seitenrings (14) öffnet.
Käfig nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schlitzung (22b) sich in eine von dem Seitenring (14) abgewandte Richtung öffnet.
Käfig nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jedes der Stegelemente (16) eine Schlitzung (22a, 22b) eingearbeitet ist.
Käfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzungen (22a, 22b) sich in einem alternierenden Muster in entgegengesetzte Richtungen öffnen.
Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenelemente (18) an den Seitenring (14) angeformt sind.
Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenelemente (18) an einem dem Seitenring (14) abgewandten Ende eine radial vorspringende Raststruktur (20) umfassen, die ein Abrutschen der Kugelscheibe (10) von dem Zapfenelement (18) verhindert.
Käfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Raststruktur (20) als radial vorspringender Flansch ausgebildet ist.
Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegelemente (16) konkave Seitenflächen (24) in einer konvexen Laufflächen (26) der Kugelscheibe (10) entsprechenden Form umfassen.