DE102017105145A1

DE102017105145A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102017105145A1
Application number: DE102017105145.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Schulz; Michael Neumann; Florian Zehe
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-09-13

Abstract

Wälzlager umfassend einen Innenring (2) mit einer Laufbahn (3) sowie einen Käfig (7) mit daran ausgebildeten Taschen (8), in denen rollenförmige Wälzkörper (6) aufgenommen sind, wobei zwei benachbarte Taschen (8) über einen axial verlaufenden Steg (9) voneinander getrennt sind, wobei an zumindest einem Teil der Stege (9) zur Laufbahn (3) des Innenrings (2) gerichtete, sich auf dieser abstützende Vorsprünge (13) vorgesehen sind, die axial gesehen kürzer sind als die Stege (9), wobei die Vorsprünge (13) axial gesehen im Bereich der Enden der Stege (9) angeordnet sind, während am anderen Ende der Käfig (7) an einem Ringbord (4) des Innenrings (3) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager umfassend einen Innenring mit einer Laufbahn sowie einen Käfig mit daran ausgebildeten Taschen, in denen rollenförmige Wälzkörper aufgenommen sind, wobei zwei benachbarte Taschen über einen axial verlaufenden Steg voneinander getrennt sind, wobei an zumindest einem Teil der Stege zur Laufbahn des Innenrings gerichtete, sich auf dieser abstützende Vorsprünge vorgesehen sind, die axial gesehen kürzer sind als die Stege.
Ein solches Wälzlager, das zumeist auch noch einen Außenring aufweist, ist beispielsweise aus DE 11 2009 001 651 T5 bekannt. Das dort offenbarte Wälzlager ist ein Kegelrollenlager, bei dem also am Innenring und am Außenring entsprechende konische Laufflächen ausgebildet sind, auf denen kegelförmige Rollen laufen. Diese sind in einem Käfig aufgenommen, der entsprechende Taschen aufweist, die über Stege umfangsmäßig voneinander getrennt sind, wobei die Stege bei dem dortigen Ausführungsbeispiel an beiden Enden axial miteinander verbunden sind, so dass die Taschen axial begrenzt sind. Aus dieser Druckschrift sind Käfigausgestaltungen bekannt, bei denen die Stege über ihre gesamte Länge bis nahe der Laufbahn des Innenrings verlängert ausgeführt sind, so dass die Möglichkeit besteht, dass sich die Stege auf der Innenringlaufbahn abstützen können. Dies führt jedoch dazu, dass das Schmiermittel insbesondere im stark belasteten mittleren Bereich der Laufbahn über die Stege mitgenommen und abgezogen wird, was nachteilig ist.
Darüber hinaus ist aus dieser Druckschrift eine Käfigausführungsform bekannt, bei der die Stege radial nach innen verlängert sind, jedoch der gebildete Vorsprung, axial gesehen, zumindest im der Innenringlaufbahn benachbarten Bereich kürzer ist als die Steglänge selbst. Dieser Vorsprung beginnt bei dem dortigen Kegelrollenlager an dem den kleineren Radius aufweisenden Stegende, also dem Bereich, an den sich eine Abstützschulter, mit der der Käfig auf einem Innenringbord abgestützt ist, anschließt. Der Vorsprung erstreckt sich über ca. die halbe Steglänge. Diese Ausgestaltung ist insofern nachteilig, als der Steg kippen kann, mithin ist keine allzu robuste und steife Abstützung gegeben.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Wälzlager anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Wälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorsprünge axial gesehen im Bereich der Enden der Stege angeordnet sind, während am anderen Ende der Käfig an einem Ringbord des Innenrings abgestützt ist.
Beim erfindungsgemäßen Wälzlager sind die axial gesehen kurzen Stege an einem Stegende respektive im Bereich derselben angeordnet, während das andere Ende des Käfigs, beispielsweise über einen die Stege verbindenden, umlaufenden Ringbund oder daran angeformte Vorsprünge, an einem Ringbord des Innenrings abgestützt sind. Das heißt, dass der Ring an beiden Enden zum Innenring hin abgestützt ist. Dies ergibt eine sehr robuste und steife Einheit bestehend aus Käfig respektive Rollenkranz und Innenring. Da die Abstützung nur im Endbereich gegeben ist respektive die Vorsprünge, die sich auf der Laufbahn abstützen, nur im Bereich des Laufbahnendes dortseits aufliegen, ist insbesondere im Bereich der Laufbahnmitte, wo die höchste Beanspruchung gegeben ist, kein Kontakt gegeben, so dass dort der Schmiermittelfilm über die Stegvorsprünge unbeeinflusst ist.
Die Vorsprünge sind zumindest an einem Teil der Stege vorgesehen, also nicht an allen Stegen. In diesem Fall sind die Vorsprünge bevorzugt um den Umfang äquidistant verteilt angeordnet, es ist also beispielsweise an jedem zweiten oder jedem dritten Steg ein solcher Vorsprung vorgesehen. Alternativ dazu kann natürlich auch jeder Steg mit einem Vorsprung versehen sein.
Ist das Wälzlager ein Kegelrollenlager, bei dem kegelförmige Wälzkörper verwendet werden, so weist auch der Innenring eine angestellte Laufbahn auf. In diesem Fall ist erfindungsgemäß der Radius der inneren Enden der Vorsprünge etwas größer als der Radius des niedrigeren, die Laufbahn begrenzenden Ringbords, auf dem der Käfig andererseits abgestützt ist. Dies ermöglicht es, dass der Käfig zum Befüllen auf den Innenring aufgeschoben werden kann und die Vorsprünge am niedrigeren respektive einen kleineren Radius aufweisenden Ringbord vorbeigeführt werden können. Die Steglänge sollte ca. ein Drittel der, axial gesehen, Breite der Laufbahn ausmachen.
Ist das Wälzlager ein Zylinderrollenlager, so ist der Innenring üblicherweise nur an einer Seite mit einem Ringbord versehen, an den sich eine zylindrische Innenringlaufbahn anschließt. In diesem Fall ist der Radius der inneren Enden der Vorsprünge größer als der Radius der Laufbahn.
Der Käfig selbst ist bevorzugt aus Kunststoff, es handelt sich also um ein Kunststoffspritzteil. Zum Befüllen sind die Taschen üblicherweise an einer Seite axial offen, das heißt, dass sie von einer Käfigstirnseite her in die Taschen eingeschoben werden können. Er kann aber auch geschlossen ausgeführt sein, so dass die Wälzkörper radial eingesetzt werden.
Neben dem Wälzlager selbst betrifft die Erfindung ferner einen Käfig für ein Wälzlager der beschriebenen Art, mit Taschen, in denen rollenförmige Wälzkörper aufnehmbar sind, wobei zwei benachbarte Taschen über einen axial verlaufenden Steg voneinander getrennt sind, wobei an zumindest einem Teil der Stege radial nach innen gerichtete, sich in der Montagestellung auf der Laufbahn eines Innenrings abstützende Vorsprünge vorgesehen sind, die axial gesehen kürzer sind als die Stege. Dieser Käfig zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorsprünge axial gesehen im Bereich eines Endes der Stege angeordnet sind und an dem anderen Ende des Käfigs ein oder mehrere Abstützabschnitte zum Abstützen auf einem Ringbund des Innenrings ausgebildet sind.
Dabei können die Vorsprünge um den Umfang äquidistant verteilt sein, das heißt, dass nicht an allen Stegen entsprechende Vorsprünge ausgebildet sind. Alternativ kann auch jeder Steg mit einem Vorsprung versehen sein.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass am den Vorsprüngen gegenüberliegenden Ende weitere Vorsprünge als Abstützabschnitte zum Abstützen des Käfigs auf dem Ringbord des Innenrings vorgesehen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Perspektivansicht als Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers in Form eines Kegelrollenlagers, und
2 eine Prinzipdarstellung als Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Wälzlager in Form eines Zylinderrollenlagers.

In 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 gezeigt, umfassend einen Innenring 2 mit einer Laufbahn 3, die, nachdem das Wälzlager 1 ein Kegelrollenlager ist, konisch ausgeführt ist. Sie ist beidseits über einen niedrigeren ersten Ringbord 4 und einen höheren zweiten Ringbord 5 begrenzt.
Vorgesehen sind des Weiteren Wälzkörper 6 in Form von Kegelrollen, die in einem Kä7, vorzugsweise aus Kunststoff, in entsprechenden Taschen 8 geführt sind. Diese Taschen 8 sind beidseits über Stege 9 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet respektive begrenzt. Am einen Ende ist ein umlaufender Ringbund 10, der die Stege 9 verbindet, ausgebildet, das andere Ende ist beispielsweise axial gesehen offen.
Am Ringbund 10 sind radial nach innen gerichtete Vorsprünge 11 ausgebildet, die sich bis nahe an den Ringbund 4 erstrecken und geringfügig über einen Spalt 12 von ihm beabstandet sind. Über sie kann bei Belastung der Kä7 sich auf dem Ringbund 4 abstützen.
Im Bereich des gegenüberliegenden Endes sind zum Teil die Stege 9 oder ist jeder Steg 9 mit einem radial zur Laufbahn gerichteten Vorsprung 13 versehen, der in der Montagestellung bei Belastung sich auf der Laufbahn 3 abstützt. Im unbelasteten Zustand ist auch er über einen schmalen Spalt 14 von der Laufbahn 3 getrennt, wie auch hier über die Doppelpfeile angedeutet ist. Die axial gesehene Breite des Vorsprungs 13 ist, bezogen auf die axiale Länge des Steges 9, extrem kurz, sie entspricht maximal ca. einem Drittel der axial gesehenen Breite der Laufbahn 3.
Ersichtlich wird bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager 1 der Kä7 unter Last an beiden Enden am Innenring abgestützt, nämlich zum einen über die Vorsprünge 11 am Ringbund 4, zum anderen über die Vorsprünge 13 an der Laufbahn 3 selbst, jedoch am gegenüberliegenden Ende. Dies führt dazu, dass sich eine äußerst robuste, stabile und kippsteife Anordnung des Kä7 respektive eine entsprechend robuste Einheit aus dem Rollenkranz nebst Käfig sowie dem Innenring ergibt.
Der Radius des Innenumfangs der radial innenliegenden Enden der Vorsprünge 13 ist etwas größer als der Radius des Außenumfangs des Ringbords 4, so dass zur Montage sichergestellt ist, dass der Kä7 mit den Vorsprüngen 13 über den Ringbund 4 geschoben werden kann, wonach die Kegelrollen 6 beispielsweise über die axial offene Taschenseite eingesetzt werden.
Nicht näher gezeigt ist hier der Außenring, der ebenfalls eine entsprechende konische Lauffläche aufweist, auf der die Wälzkörper 9 abwälzen. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Kegelrollenlagers ist natürlich hinlänglich bekannt.
Wenngleich 1 ein Kegelrollenlager zeigt, ist es selbstverständlich auch denkbar, eine entsprechende Ausgestaltung bei einem Zylinderrollenlager vorzusehen. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Schnittansicht durch ein solches Wälzlager 1, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Auch hier ist ein Innenring 2 vorgesehen, mit einer hier zylindrischen Laufbahn 3, die nur einseitig von einem Ringbund 4 begrenzt ist. Vorgesehen ist der Kä7 mit den Stegen 9, die wiederum die Taschen begrenzen, in denen hier Wälzkörper 6 in Form von Zylinderrollen aufgenommen sind. Ebenfalls nicht näher dargestellt ist auch hier der Außenring, der eine zweite Laufbahn aufweist, und der über einen eingesetzten Bordring oder Ähnliches das Wälzlager an der rechten Seite abschließt.
Auch hier weist der Kä7 an allen oder zumindest einem Teil der Stege 9 entsprechende Vorsprünge 13 auf, die an diesem Ende zur Laufbahn 3 hin abstützen. Am gegenüberliegenden Ende sind wiederum die Vorsprünge 11 ausgebildet. Hier ist der Radius der Vorsprünge 13 etwas größer als der Laufbahnradius, da hier nur an einem Ende ein Ringbord 4 vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
2: Innenring
3: Laufbahn
4: Ringbord
5: Ringbord
6: Wälzkörper
7: Käfig
8: Tasche
9: Steg
10: Ringbund
11: Vorsprung
12: Spalt
13: Vorsprung
14: Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112009001651 T5 [0002]

Claims

Wälzlager umfassend einen Innenring (2) mit einer Laufbahn (3) sowie einen Käfig (7) mit daran ausgebildeten Taschen (8), in denen rollenförmige Wälzkörper (6) aufgenommen sind, wobei zwei benachbarte Taschen (8) über einen axial verlaufenden Steg (9) voneinander getrennt sind, wobei an zumindest einem Teil der Stege (9) zur Laufbahn (3) des Innenrings (2) gerichtete, sich auf dieser abstützende Vorsprünge (13) vorgesehen sind, die axial gesehen kürzer sind als die Stege (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13) axial gesehen im Bereich der Enden der Stege (9) angeordnet sind, während am anderen Ende der Käfig (7) an einem Ringbord (4) des Innenrings (3) abgestützt ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13) um dem Umfang äquidistant verteilt sind.
Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13) an allen Stegen (9) vorgesehen sind.
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem kegelförmige Wälzkörper (6) führenden Innenring (2) mit angestellter Laufbahn (3) der Radius der inneren Enden der Vorsprünge (13) größer als der Radius des niedrigeren, die Laufbahn (3) begrenzenden Ringbords (4) ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zylindrische Wälzkörper (6) führenden Innenring (2) mit zylindrischer Laufbahn (3) der Radius der inneren Enden der Vorsprünge (13) größer als der Radius der Laufbahn (3), die nur an einer Seite von einem Ringbord (4) begrenzt ist, ist.
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Käfig (7) am den Vorsprüngen (13) gegenüberliegenden Ende weitere Vorsprünge (11), über die der Käfig (7) auf dem Ringbord (4) des Innenring (2) abgestützt ist, vorgesehen sind.
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (7) aus Kunststoff ist.
Käfig für ein Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit Taschen (8), in denen rollenförmige Wälzkörper (6) aufnehmbar sind, wobei zwei benachbarte Taschen (8) über einen axial verlaufenden Steg (9) voneinander getrennt sind, wobei an zumindest einem Teil der Stege (9) radial nach innen gerichtete, sich in der Montagestellung auf der Laufbahn (3) eines Innenrings (2) abstützende Vorsprünge (13) vorgesehen sind, die axial gesehen kürzer sind als die Stege (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13) axial gesehen im Bereich eines Endes der Stege (9) angeordnet sind und an dem anderen Ende des Käfigs (7) ein oder mehrere Abstützabschnitte zum Abstützen auf einem Ringbund (4) eines Innenrings (2) ausgebildet sind.
Käfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13) um den Umfang äquidistant verteilt sind, oder dass die Vorsprünge (13) an allen Stegen (9) vorgesehen sind.
Käfig nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass am den Vorsprüngen (13) gegenüberliegenden Ende weitere Vorsprünge (11) als Abstützabschnitte zum Abstützen des Käfigs (7) auf dem Ringbord (4) des Innenrings (2) vorgesehen sind.