DE102017104705A1

DE102017104705A1 - Wälzlagerkäfig

Info

Publication number: DE102017104705A1
Application number: DE102017104705.0A
Authority: DE
Inventors: Sandor-Andras Szekely
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2018-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drahtkäfig (1) für Wälzlager (6) mit einer Vielzahl an Taschen (2) zur Aufnahme von Wälzkörpern (9) eines Wälzlagers (6) und einer Vielzahl an Verbindungsstegen (3), die zwischen zwei in Umfangsrichtung des Drahtkäfigs (1) angeordneten Taschen (2) ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß ist der Drahtkäfig (1) als einteiliger Schnappkäfig ausgebildet und weist mindestens drei Führungselemente (5) zum Führen des Drahtkäfigs (1) an einem Lagerring (7, 8) auf. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Wälzlager (6) mit einem solchen Drahtkäfig (1).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Drahtkäfig für Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Wälzlager mit einem solchen erfindungsgemäßen Drahtkäfig.
Hintergrund der Erfindung
Lagerkäfige haben die Aufgabe, die im Wälzlager angeordneten Wälzkörper zu führen, so dass sich die Wälzkörper untereinander nicht berühren und die Wälzkörper gleichmäßig verteilt sind, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung gewährleistet werden kann. Drahtkäfige bestehen aus einem oder mehreren umgeformten Drähten, wobei die Drahtkäfige in der Regel wälzkörpergeführt sind.
In der DE 2150 982 A ist ein einteiliger Drahtkäfig für Wälzlager offenbart, wobei jeder Wälzkörper zwischen zwei U-förmigen Bügeln aufgenommen ist, deren gegenseitiger Abstand kleiner ist als der Wälzkörperdurchmesser und deren Schenkel jeweils oberhalb und unterhalb des Wälzkörpermittenkreises verlaufen.
In der DE 20 2008 011 753 U1 ist ein einteiliger Drahtkäfig mit einer Mehrzahl von U-förmigen Haltebügeln zum Halten von Kugeln einer Kugelreihe in einem Kugellager offenbart. Die U-förmigen Haltebügel umfassen dabei jeweils zwei zu einer Kreissegmentform gebogene Schenkel. Diese Schenkel sind zur Anlage an unterschiedlichen, benachbarten Kugeln ausgelegt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen rationell herstellbaren Käfig anzugeben, der zur Reduzierung des Lagergewichts beiträgt und die sichere Führung der Wälzkörper gewährleistet.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der im Anspruch 1 angegebene Drahtkäfig und in Anspruch 6 dessen Verwendung in einem Wälzlager vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße Drahtkäfig für Wälzlager weist eine Vielzahl an Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern eines Wälzlagers und eine Vielzahl an Verbindungsstegen, die zwischen zwei in Umfangsrichtung des Drahtkäfigs angeordneten Taschen ausgebildet sind, auf. Der erfindungsgemäße Drahtkäfig zeichnet sich dadurch aus, dass der Drahtkäfig als einteiliger Schnappkäfig ausgebildet ist und mindestens drei Führungselemente zum Führen des Drahtkäfigs an einem Lagerring aufweist. Somit sind die Taschen des Drahtkäfigs auf einer Seite offen, von der die Wälzkörper eingebracht werden können.
Die Öffnungen der Taschen befinden sich dabei vorzugsweise auf der axialen Seite des Drahtkäfigs, an der die Verbindungsstege angeordnet sind. Die Öffnungen der Taschen sind dabei kleiner als der Durchmesser des einzulegenden Wälzkörpers. Die Führungselemente sind des Weiteren in dem Drahtkäfig integriert.
Die Führungselemente sind vorzugsweise nasenartig ausgebildet und erstrecken sich, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers, in radialer Richtung. In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Führungselemente in radialer Richtung nach Innen zur Rotationsachse hin. Das bedeutet, dass die Führungselemente mit dem Lagerinnenring in Führungskontakt stehen. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn sich die Führungselemente in radialer Richtung nach Außen hin erstrecken.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Drahtkäfigs sind die Führungselemente in Umfangsrichtung des Drahtkäfigs abwechselnd an Tasche und Verbindungssteg integriert. Das bedeutet, dass die am Drahtkäfig ausgebildeten Führungselemente im Wechsel an Tasche und an Verbindungssteg angeordnet sind. Die Anordnung der Führungselemente ist somit alternierend. Das heißt, dass ein an einem Verbindungssteg ausgebildetes Führungselement in Umfangsrichtung benachbarte Führungselemente hat, die jeweils an einer Tasche ausgebildet sind. Die Führungselemente sind vorzugsweise gleichmäßig am gesamten Drahtkäfig ausgebildet. Vorzugsweise sind in Umfangsrichtung zwischen zwei Führungselementen mindestens eine Tasche und ein Verbindungssteg jeweils ohne Führungselement angeordnet.
Vorzugsweise erstrecken sich die Taschen, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers, in axialer Richtung. Das bedeutet, dass jede Tasche des Drahtkäfigs als ein Teil eines Kreisbogens ausgebildet ist und dieser Kreisbogen entlang einer zylindrischen Fläche, die konzentrisch zum Wälzlager ist, verläuft. Unter Teil eines Kreisbogens wird im vorliegenden Fall ein Kreisbogen verstanden, der mehr als die Hälfte des Kreises einschließt.
Der Drahtkäfig ist vorzugsweise aus Stahl, insbesondere DC03, DC04 oder DC05, gefertigt.
Das erfindungsgemäße Wälzlager weist einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring, einen Drahtkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie eine Vielzahl an Wälzkörpern auf, die in dem erfindungsgemäßen Drahtkäfig geführt sind. Der erfindungsgemäße Drahtkäfig ist als Schnappkäfig ausgebildet und weist mindestens drei Führungselemente zum Führen des Drahtkäfigs an einem Lagerring auf. Vorzugsweise ist das Wälzlager als Kugellager ausgebildet.
Ferner ist der Drahtkäfig des Wälzlagers vorzugsweise in radialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers, auf der Höhe des Teilkreises des Wälzlagers angeordnet. Als Teilkreis eines Wälzlagers wird der Kreis bezeichnet, der durch alle Wälzkörpermittelpunkte verläuft.
Vorzugsweise sind die Führungselemente des Drahtkäfigs derart ausgebildet, dass der Drahtkäfig in Führungskontakt mit einem der Lagerringe steht. Somit ist der Drahtkäfig am Lagerinnen- oder Lageraußenring geführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform steht der Drahtkäfig in Führungskontakt mit dem Lagerinnenring. Demnach erstrecken sich die Führungselemente, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers, vom Drahtkäfig in radialer Richtung zur Außenumfangsfläche des Lagerinnenrings.
Alternativ können die Führungselemente des Drahtkäfigs derart ausgebildet sein, dass der Drahtkäfig in Führungskontakt mit dem Lageraußenring steht. Hierbei erstrecken sich die Führungselemente des Drahtkäfigs, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers, vom Drahtkäfig in radialer Richtung nach Außen zur Innenumfangsfläche des Lageraußenrings.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Drahtkäfigs in einem Wälzlager bietet Vorteile hinsichtlich der Schmierung. Aufgrund des geringen Flächenquerschnitts des Drahtkäfigs wird der Fluss des Schmiermittels im Vergleich zu den üblichen Lagerkäfigen aus Vollmaterial nicht gestört und bietet dennoch eine sichere Führung der Wälzkörper.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in:

1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drahtkäfigs,
2 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drahtkäfigs in einem Wälzlager,
3 eine Detailansicht des in dem Wälzlager aus 2 befindlichen erfindungsgemäßen Drahtkäfigs,
4 einer weitere Detailansicht des in dem Wälzlager aus 2 befindlichen erfindungsgemäßen Drahtkäfigs.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Gleiche oder gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drahtkä1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der ringförmige Drahtkä 1 weist in dieser Ausführungsform zehn Taschen 2 und zehn Verbindungsstege 3, die zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Taschen 2 ausgebildet sind, auf.
Die Verbindungsstege 3 des Drahtkä1 sind alle auf einer axialen Seite, ausgehend von der Rotationsachse A_R des hier nicht dargestellten Wälzlagers, des Drahtkä1 angeordnet. Von diesen Verbindungsstegen 3 aus erstrecken sich in axialer Richtung die Taschen 2. Jede Tasche 2 stellt ein Teil eines Kreisbogens dar, der entlang einer zylindrischen Fläche verläuft, die konzentrisch zum hier nicht dargestellten Wälzlager ist. Die Taschen 2 sind in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Des Weiteren weisen die Taschen 2 jeweils eine Öffnung 4 auf, durch die die hier nicht dargestellten Wälzkörper in die Taschen 2 eingeführt werden können. Die Öffnungen 4 befinden sich dabei auf der axialen Seite des Drahtkä1, an der die Verbindungsstege 3 ausgebildet sind.
An drei der Taschen 2 sowie an drei der Verbindungsstege 3 ist jeweils ein Führungselement 5 integriert. Die Führungselemente 5 sind senkrecht, das heißt radial, zur Rotationsachse A_R eines Wälzlagers 6 ausgebildet und dienen zum sicheren Führen des Drahtkä2. Die Führungselemente 5 sind dabei abwechselnd in Umfangsrichtung an Verbindungsstegen 3 und Taschen 2 ausgebildet. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Führungselementen 5 sind mindestens jeweils ein Verbindungssteg 3 und eine Tasche 2 vorhanden.
In 2 ist ein Wälzlager 6 mit einer Rotationsachse A_R und einem erfindungsgemäßen Drahtkä1, wie bereits in 1 beschrieben, dargestellt. Das Wälzlager 6 weist einen Lagerinnenring 7, einen Lageraußenring 8 sowie eine Vielzahl an Wälzkörper 9 auf, die in den Taschen 2 des Drahtkä1 geführt sind. Der Lageraußenring 8 ist hier derart gezeichnet, dass der Drahtkä1 sowie die darin geführten Wälzkörper 9 zu sehen sind. Der Drahtkä1 und somit auch die Taschen 2 des Drahtkä1 verlaufen auf der Höhe des Teilkreises des Wälzlagers 6. Das heißt, dass alle Wälzkörpermittelpunkte auf der radialen Höhe der Taschen 2 des Drahtkä1 angeordnet sind.
Die Führungselemente 5 erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel in radialer Richtung zum Lagerinnenring 7 hin und stehen mit der Außenumfangsfläche des Lagerinnenrings 7 in Führungskontakt.
In den 3 und 4 ist jeweils eine Detailansicht des Wälzlagers 5 aus 2 in unterschiedlichen Perspektiven dargestellt. Bei diesen Ansichten ist der Lageraußenring 8 nicht dargestellt, so dass der Drahtkä1 zu sehen ist. Der Drahtkä1 ist als Schnappkäfig ausgebildet und umschließt die in den Taschen 2 des Drahtkä1 befindlichen Wälzkörper 8 mehr als die Hälfte.
Bezugszeichenliste

1: Drahtkäfig
2: Tasche
3: Verbindungssteg
4: Öffnung
5: Führungselement
6: Wälzlager
7: Lagerinnenring
8: Lageraußenring
9: Wälzkörper
A_R: Rotationsachse des Wälzlagers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2150982 A [0003]
DE 202008011753 U1 [0004]

Claims

Drahtkäfig (1) für Wälzlager (6) mit einer Vielzahl an Taschen (2) zur Aufnahme von Wälzkörpern (9) eines Wälzlagers (6) und einer Vielzahl an Verbindungsstegen (3), die zwischen zwei in Umfangsrichtung des Drahtkäfigs (1) angeordneten Taschen (2) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkäfig (1) als einteiliger Schnappkäfig ausgebildet ist und mindestens drei Führungselemente (5) zum Führen des Drahtkäfigs (1) an einem Lagerring (7, 8) aufweist.
Drahtkäfig (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (5) nasenartig ausgebildet sind und sich, ausgehend von der Rotationsachse (A_R) des Wälzlagers (6), in radialer Richtung erstrecken.
Drahtkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (5) in Umfangsrichtung des Drahtkäfigs (1) abwechselnd an einer Tasche (2) und an einem Verbindungssteg (3) integriert sind.
Drahtkäfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Taschen (2), ausgehend von der Rotationsachse (A_R) des Wälzlagers (6), in axialer Richtung erstrecken.
Drahtkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkäfig (1) aus Stahl gefertigt ist.
Wälzlager (6) mit einem Lagerinnenring (7) und einem Lageraußenring (8), dadurch gekennzeichnet, dass es einen Drahtkäfig (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie einer Vielzahl an Wälzkörpern (9) aufweist, die in dem Drahtkäfig (1) geführt sind.
Wälzlager (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkäfig (1) in radialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse (A_R) des Wälzlagers (6), auf der Höhe des Teilkreises des Wälzlagers (6) angeordnet ist.
Wälzlager (6) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (5) des Drahtkäfigs (1) derart ausgebildet sind, dass der Drahtkäfig (1) in Führungskontakt mit einem der Lagerringe (7, 8) steht.
Wälzlager (6) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkäfig (1) in Führungskontakt mit dem Lagerinnenring (7) steht.