DE102014214332A1

DE102014214332A1 - Käfig für ein Wälzlager, Wälzlager und Planetenradlagerung

Info

Publication number: DE102014214332A1
Application number: DE102014214332.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Pabst; Frank BEECK; Jesko Jaekel; Michael Kaufmann; Rudolf Brückner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (1) für zylindrische Wälzkörper (18) eines Wälzlagers (17), umfassend zwei den Käfig (1) axial begrenzende äußere Ringborde (2, 3), einen mittleren Ringbord (4) und mehrere zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) angeordnete Stege (5), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (9) V-förmig radial nach innen abgekröpft ist. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs (1) zur Breite des Käfigs (1) kleiner als 0,7.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Käfig für zylindrische Wälzkörper eines Wälzlagers, umfassend zwei den Käfig axial begrenzende äußere Ringborde, einen mittleren Ringbord und mehrere zwischen zwei Ringborden angeordnete Stege, von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt V-förmig radial nach innen abgekröpft ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige, auch als V-Profil-Käfige bezeichnete Wälzkörperkäfige werden aus einem fortlaufenden Bandmaterial durch mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte durch Stanzen, Prägen, Beschneiden, Rundbiegen und Verschweißen hergestellt. Sie werden unter anderem bei hochbelasteten Lagern eingesetzt, beispielsweise für die Lagerung von Planetenrädern in Planetengetrieben. Durch die dort auftretenden Lasten aufgrund der hohen Drehzahlen des Planetenträgers und des Achsabstands zum Planetenrad sowie durch die Eigenrotation des Planetenrads können bei herkömmlichen Käfigen Schäden auftreten. Durch die hohen wirkenden Fliehkräfte werden spezielle Käfiggeometrien eingesetzt, zudem ist eine spezielle Werkstoffbehandlung (Wärmebehandlung) des Käfigs erforderlich.
Für bestimmte Anwendungen wäre es wünschenswert, ein breiteres Wälzlager einzusetzen, dessen Außendurchmesser gleich bleibt oder sogar kleiner ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Käfig anzugeben, der im Vergleich zu einem herkömmlichen Käfig eine größere Breite bei gleichbleibendem oder kleinerem Außendurchmesser aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Käfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs zur Breite des Käfigs kleiner als 0,7 ist.
Der erfindungsgemäße Käfig ist ein V-Profil-Käfig, dessen Stege zwischen zwei benachbarten Ringborden jeweils näherungsweise V-förmig abgekröpft sind. Das erfindungsgemäße Durchmesser-Breiten-Verhältnis von weniger als 0,7 ermöglicht die Herstellung von langestreckten Käfigen, die den im Betrieb auftretenden hohen Fliehkräften gewachsen sind. Der erfindungsgemäße Käfig ist als zweireihiger Käfig ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass er aus einem Bandmaterial durch Umformen hergestellt ist. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Käfigs möglich.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Käfigs kann vorsehen, dass er zwischen zwei Ringborden jeweils erste Halteflächen zur Halterung der Wälzkörper radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten zwischen zwei Ringborden jeweils zweite Halteflächen für die Halterung der Wälzkörper radial nach außen aufweist. Ein derartiger Käfig ist besonders gut dazu geeignet, die hohen während des Betriebs auftretenden Kräfte aufzunehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass die zweiten Halteflächen unmittelbar neben den Ringborden angeordnet sind. Das bedeutet, dass zwischen dem Ringbord und den zweiten Halteflächen jeweils lediglich ein kleiner Freiraum bzw. Abstand vorgesehen ist.
Daneben betrifft die Erfindung ein Wälzlager, umfassend einen Käfig der beschriebenen Art und in zwischen benachbarten Stegen gebildeten Taschen aufgenommene zylindrische Wälzkörper. Vorzugsweise sind die ersten Halteflächen des Käfigs und die Wälzkörper bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager voneinander beabstandet. Dementsprechend sind die ersten Halteflächen, die auch als Innenhalterungen bezeichnet werden, „freigestellt“. Da zwischen den ersten Halteflächen des Käfigs und den Wälzkörpern kein Kontakt besteht, werden keine Kräfte in den Käfig eingeleitet, wodurch eine hohe Lebensdauer gewährleistet ist.
Daneben betrifft die Erfindung eine Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe, mit einem Planetenrad, das mittels eines Wälzlagers der beschriebenen Art an einem Planetenbolzen gelagert ist. Die Planetenradlagerung kann beispielsweise Bestandteil eines Planetengetriebes für ein Stufenautomatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Käfigs;
2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Käfigs;
3 eine perspektivische Ansicht eines Stegs des erfindungsgemäßen Käfigs;
4 eine Seitenansicht eines Stegs des erfindungsgemäßen Käfigs;
5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers;
6 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in den 1 und 2 gezeigte Kä1 umfasst zwei diesen axial begrenzende äußere Ringborde 2, 3 und einen mittleren Ringbord 4. Zwischen benachbarten Ringborden 2, 4 und 3, 4 sind jeweils axial verlaufende Stege 5 vorgesehen. Ein Steg erstreckt sich beispielsweise von dem äußeren Ringbord 2 zu dem mittleren Ringbord 4 und von dort weiter zu dem entgegengesetzten äußeren Ringbord 3. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Stegen 5 ist jeweils eine Tasche 6 für einen Wälzkörper gebildet.
Die 3 und 4 zeigen eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines Stegs 5 und somit ein Detail des in den 1 und 2 gezeigten Käfigs 1. In 4 erkennt man, dass der Steg 5 aus zwei identischen Stegabschnitten 7, 8 besteht, wobei jeder Stegabschnitt 7, 8 einen mittleren Abschnitt 9 aufweist, der V-förmig radial nach innen abgekröpft ist. An beiden Seiten des mittleren Abschnitts 9 schließen sich schräg verlaufende Abschnitte 10, 11 an, an die sich nicht abgekröpfte Abschnitte 12, 13 anschließen. An dem mittleren Abschnitt 9 sind erste Halteflächen 14 ausgebildet, die sich an beiden Seiten des Stegs 5 in Umfangsrichtung erstrecken. An den nicht abgekröpften Abschnitten 12, 13 sind jeweils zweite Halteflächen 15, 16 zur Halterung der Wälzkörper ausgebildet. Die zweiten Halteflächen 15, 16 erstrecken sich an beiden Seiten des Stegs 5 in Umfangsrichtung. Der zweite Stegabschnitt 8 ist identisch zu dem Stegabschnitt 7 aufgebaut. Aufgrund der in 4 besonders gut erkennbaren Form werden derartige Käfige als V-Profil-Käfig bezeichnet.
Der Käfig 1 ist teilweise bzw. im Wesentlichen durch ein Umformverfahren aus einem Bandmaterial hergestellt. Das Umformverfahren umfasst die folgenden Schritte: Stanzen, Prägen, Beschneiden und Rundbiegen. Anschließend erfolgt ein Schweißvorgang.
Der zweireihig aufgebaute Käfig zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis seines Durchmessers zu seiner Länge kleiner als 0,7 ist. Dadurch kann er bevorzugt für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine große Breite und gleichzeitig ein gleichbleibender Außendurchmesser gefordert ist.
Die 5 und 6 zeigen ein Wälzlager 17, umfassend den Käfig 1 und Wälzkörper 18, die in den Taschen 6 aufgenommen sind. Die ersten Halteflächen 14 des Käfigs 1 sind so ausgebildet, dass sie während des Betriebs von den Wälzkörpern 18 beabstandet sind. Da die Wälzkörper 18 die Stege 5 nicht berühren, üben sie keine Kraft auf die Stege 5 aus, dementsprechend sind die auf den Käfig 1 einwirkenden mechanischen Belastungen gering im Vergleich zu herkömmlichen Käfigen, wodurch die Gefahr von Beschädigungen oder Verformungen reduziert wird.
Der Käfig 1 geeignet sich besonders gut für Anwendungen, bei denen hohe Fliehkräfte auftreten.
Das in den 5 und 6 gezeigte Wälzlager 17 ist Bestandteil einer Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe. Ein Planetenrad ist mittels des Wälzlagers 17 auf einem Planetenbolzen gelagert.
Bezugszeichenliste

1: Käfig
2: Ringbord
3: Ringbord
4: Ringbord
5: Steg
6: Tasche
7: Stegabschnitt
8: Stegabschnitt
9: mittlerer Abschnitt
10: schräg verlaufender Abschnitt
11: schräg verlaufender Abschnitt
12: nicht abgekröpfter Abschnitt
13: nicht abgekröpfter Abschnitt
14: erste Haltefläche
15: zweite Haltefläche
16: zweite Haltefläche
17: Wälzlager
18: Wälzkörper

Claims

Käfig (1) für zylindrische Wälzkörper (18) eines Wälzlagers (17), umfassend zwei den Käfig (1) axial begrenzende äußere Ringborde (2, 3), einen mittleren Ringbord (4) und mehrere zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) angeordnete Stege (5), von denen jeweils ein mittlerer Abschnitt (9) V-förmig radial nach innen abgekröpft ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Käfigs (1) zur Breite des Käfigs (1) kleiner als 0,7 ist.
Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Bandmaterial durch Umformen hergestellt ist.
Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) jeweils erste Halteflächen (14) zur Halterung der Wälzkörper (18) radial nach innen und an den nicht abgekröpften Abschnitten (12, 13) zwischen zwei Ringborden (2, 3, 4) jeweils zweite Halteflächen (15, 16) für die Halterung der Wälzkörper (18) radial nach außen aufweist.
Käfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Halteflächen (15, 16) jeweils unmittelbar neben den Ringborden (2, 3, 4) angeordnet sind.
Wälzlager (17), umfassend einen Käfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und in zwischen benachbarten Stegen (5) gebildeten Taschen (6) aufgenommene zylindrische Wälzkörper (18).
Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Halteflächen (14) des Käfigs (1) und die Wälzkörper (18) voneinander beabstandet sind.
Planetenradlagerung für ein Planetengetriebe, mit einem Planetenrad, das mittels eines Wälzlagers (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einem Planetenbolzen gelagert ist.