DE1207719B

DE1207719B - Mehrteiliger Waelzlagerkaefig

Info

Publication number: DE1207719B
Application number: DEA36641A
Authority: DE
Inventors: Axel Erland Bratt
Original assignee: Svenska Kullagerfabriken AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 1960-02-03
Filing date: 1961-02-03
Publication date: 1965-12-23

Description

Mehrteiliger Wälzlagerkäfig Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Wälzlagerkäfig mit einer Vielzahl von Trenngliedern, die aus in Umfangsrichtung verlaufenden segmentförmigen Seitenteilen und von diesen ausgehenden, sich axial zwischen die Wälzkörper erstreckenden Stegteilen bestehen, und mit wenigstens einem die Trennglieder verbindenden Seitenring mit einer ringförmigen Ausnehmung, zwischen deren Wandungen die Seitenteile der Trennglieder gehalten sind.
Der der Erfindung zugrunde liegende Käfig gehört zur Gattung der sogenannten Fensterkäfige, die grundsätzlich aus einem zylindrischen Mantel bestehen, welcher auf seinem Umfang als Fenster oder Taschen bezeichnete rechteckige Durchbrechungen aufweist. Die zwischen den Fenstern stehengebliebenen Mantelabschnitte verlaufen axial und bilden Trennstege für die Wälzkörper.
Bei derartigen Fensterkäfigen kann der Durchmesser des zylindrischen Mantels entweder gleich oder kleiner oder größer als der Teilkreisdurchmesser des Wälzkörpersatzes sein. Um z. B. ein Zylinderrollenlager mit Borden am Außenring zusammensetzen zu können, muß, wenn Außenring, Käfig und Rollen eine von selbst zusammenhaltende Einheit bilden sollen, der die Rollen haltende Teil des Käfigs innerhalb des Teilkreises für den Rollensatz liegen.
In seiner einfachsten Ausführungsform ist ein Fensterkäfig aus einem Stück hergestellt, wobei der Manteldurchmesser kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser des Rollensatzes und die Breite der Rollentasche kleiner ist als der Rollendurchmesser. Es ist jedoch nur sehr schwer möglich, wenn nicht gar unmöglich, einen solchen Käfig in das Wälzlager einzusetzen, da der Käfig erst an seinen Platz angeordnet werden kann, nachdem die Rollen in den äußeren Laufring gelegt worden sind. Da sich Teile der Rollen weiter radial nach einwärts erstrecken als der Käfig, ist es mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, den Käfig an der gegen die Drehachse gerichteten Seite der Rollen vorbeizuführen.
Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten ist es bereits bekannt, den Käfig mehrteilig auszubilden und die Teile nach dem Einsetzen an ihrem Platz im Lager durch besondere Hilfsmittel miteinander zu verbinden.
So ist ein mehrteiliger Wälzlagerkäfig der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die segmentförmigen Seitenteile T-förmiger Trennglieder im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind. Bei diesen bekannten Wälzlagerkäfigen muß zumindest der zweite Seitenring in erweitertem Zustand seiner ringförmigen Ausnehmung auf die Seitenteile der Trennglieder aufgesetzt und dann durch eine besondere Vorrichtung an der Maulöffnung der Ausnehmung zusammengedrückt werden. Dies kompliziert und verteuert die Fertigung, und eine Demontage des Lagers ohne Beschädigung der notwendigerweise aus verhältnismäßig steifem Kunststoff hergestellten Trennglieder und der Seitenringe ist praktisch nicht möglich.
Bei einem anderen bekannten Wälzlagerkäfig, der in seinem mehrteiligen Aufbau von der eingangs genannten Art abweicht, bestehen die Trennglieder aus rahmenförmigen Stanzteilen, deren die Stegteile bildende Abschnitte radial nach einwärts abgewinkelt und mit vom äußeren Rand ausgehenden Kerben versehen sind, in welche Seitenringe aus Runddraht eingesetzt sind, um ein Hereinfallen der Trennglieder radial nach einwärts zu verhindern. Derartige Seitenringe aus Draht garantieren jedoch nicht die erforderliche genaue Kreisform des Käfigs, und die Kerben bedingen bei Öffnung radial nach einwärts eine mit steigender Drehzahl zunehmende Reibungsführung der Trennglieder am äußeren Laufring des Lagers, während bei axial gerichteter Öffnung der Kerben dort befindliche Blechlappen nach dem Zusammenbau des Käfigs im Lager umgebogen werden müssen, um ein Herausfallen der Drahtringe zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten mehrteiligen Wälzlagerkäfige auszuschalten und einen Wälzlagerkäfig der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er bei geringen Fertigungskosten einfach zusammengebaut und bei Bedarf wieder auseinandergenommen werden kann, im zusammengebauten Zustand jedoch den auftretenden Beanspruchungen gegenüber in sich eine genügende Festigkeit und Steifigkeit besitzt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Seitenteile als Blattfedern ausgebildet sind, welche sich beim Einsetzen der Trennglieder in den Seitenring zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wandungen der Ausnehmungen verspannen, und daß der Seitenring und/oder die Trennglieder mit schulterförmigen Ansätzen versehen sind, die beim Verspannen der Seitenteile in der Ausnehmung hinter Gegenflächen einrasten und ein ungewolltes Lösen der Trennglieder vom Seitenring in Einsetzrichtung verhindern.
Weitere Merkmale der Erfindung, auf die Unteransprüche gerichtet sind, ergeben sich aus der Beschreibung einiger in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele von Käfigen für Zylinderrollenlager. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Seitenring und ein Trennglied eines Wälzkörperkäfigs nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 eine Seitenansicht des Käfigs nach F i g. 1, teilweise im Schnitt nach Linie II-II und teilweise im Schnitt parallel zu Linie II-11 im Bereich der Seitenringe, F i g. 3, 5 und 7 Axialschnitte ähnlich F i g. 1 von anderen Ausführungsformen der Erfindung, F i g. 4, 6 und 8 in Seitenansicht die Ausführungsformen nach F i g. 3, 5 und 7, teilweise im Schnitt nach den Linien IV-IV, VI-VI bzw. parallel dazu im Bereich des Seitenringes und Linie VIII-VIII, F i g. 9 eine perspektivische Ansicht eines H-förmigen Trenngliedes, F i g. 10 eine perspektivische Ansicht eines rahmenförmigen Trenngliedes, F i g. 11 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, F i g. 12 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach F i g. 11, teilweise im Schnitt nach Linie XII-XII, F i g. 13 eine perspektivische Ansicht des Trenngliedes nach F i g. 11 und 12.
In F i g. 1 und 2 bezeichnet 11 einen Seitenring mit im wesentlichen quadratischen Querschnitt, in welchem eine ringförmige Ausnehmung 12 mit zwei konzentrischen Wänden 14 und 15 und einer dem Lagerinneren zugewandten Maulöffnung 13, welche durch eine einen schulterförmigen Ansatz bildende Kante 16 etwas verengt ist, eingelassen sind. In der Ringnut 12 sind H-förmige, Rollentaschen bildende Trennglieder 1.7 (F i g. 9) eingesetzt. Jedes Trennglied 17 weist einen Steg 18 auf, der sich zwischen zwei bogenförmigen federnden Seitenteilen 19 erstreckt, welche in einem kleineren Radius als die Ringnut 12 gebogen sind. Die Darstellung in F i g. 2 umfaßt wenigstens teilweise drei bogenförmige Seitenteile 19, die in die Ringnut 12 eingesetzt sind. Um das Einsetzen der Seitenteile zu vereinfachen, ist die äußere Begrenzungsfläche 111 der Kante 16 konisch. Die Federspannung der Seitenteile 19 ist so groß, daß ihre Enden 110 unter Druck gegen die innere Wand 15 der ringförmigen Ausnehmung 12 anliegen und ihre Rücken 112 gegen die äußere Wand 14 gedrückt sind. Beim Zusammenfügen des Käfigs werden die Enden 110 der Seitenteile 19 an die konische Fläche 1.11 angesetzt und die Rücken 112 so weit radial nach innen mit Bezug auf die Wälzlagerachse gedrückt, daß die bogenförmigen Seitenteile 19 an der Kante 16 vorbeigleiten. Die Enden 110 federn dann hinter der Kante 16 ein, und der Rücken 112 preßt sich gegen die Wand 14 der Ringnut 12. Die durch diesen Druck erzeugte Reibungskraft zwischen jeden bogenförmigen Seitenteil und der Ringnut im Seitenring verhindert eine tangentiale Verschiebung der Trennglieder 17 und gibt dem Käfig Festigkeit.
Die bogenförmigen Seitenteile 19 sind, wie oben erwähnt, dadurch wirksam in axialer Richtung gesichert, daß die Enden 110 die Kante 16 hintergreifen. Die Breite der ringförmigen Ausnehmung 12 im Innenteil hinter der Kante 16 ist nur geringfügig größer als die Breite der Enden 110 der bogenförmigen Teile, wodurch die Stege 18 genau rechtwinklig zum Seitenring 11 ausgerichtet werden. An der Innenseite des Seitenringes 11 sind an den Stellen, gegen die sich die Enden 110 der Seitenteile anlegen, Durchbrechungen 114 zum Einführen eines Werkzeuges vorgesehen, mittels welchem die Enden 110 der dort aneinandergrenzenden bogenförmigen Seitenteile so weit nach außen gedrückt werden können, daß sie frei über die Kante 16 aus dem Seitenring herausgezogen werden können.
Bei Ausführungsformen mit zwei gleichen Seitenringen 11 werden beim Zusammensetzen des Lagers erst die Rollen und die Trennglieder17 an ihre Plätze im Lagerring gebracht, woraufhin die Seitenringe in der beschriebenen Weise aufgeschnappt werden. Bestehen die Trennglieder 17 und der eine Seitenring aus einem einzigen Stück, dann können bei Lagern mit Außenringborden die freien bogenförmigen Seitenteile auf der Innenseite der Rollen unter elastischer Verformung der Stege nach innen gedrückt und dann axial an den Rollen vorbeigeschoben werden. Die bogenförmigen Teile federn dann zurück, und der Seitenring kann aufgeschnappt werden.
Die in F i g. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorbeschriebenen dadurch, daß die bogenförmigen Seitenteile 39 der dort verwendeten Trennglieder 37 größere Radien besitzen als die äußere Wand 34 der im Seitenring 31 befindlichen ringförmigen Ausnehmung 32. Die bogenförmigen Seitenteile 39 sind in nichteingebautem Zustand nahezu eben, und ihre Enden 310 federn gegen die äußere Wand 34 hinter einer Kante 36, die sich am äußeren Teil der Maulöffnung der Ausnehmung befindet, radial nach auswärts, während die Rücken 312 in Verlängerung der Stege 38 gegen die innere Wand 35 der Ausnehmung 32 anliegen. Dadurch sitzen die Trennglieder 37 in axialer Richtung fest. Der Käfig wird grundsätzlich in gleicher Weise zusammengesetzt und auseinandergenommen wie der vorher beschriebene Käfig, wobei zum Auseinandernehmen ein Werkzeug in an der Außenwand 34 angeordnete Radialdurchbrechungen314 in dem Seitenring 31 eingeführt und gegen die Enden 310 der der bogenförmigen Seitenteile 37 gedrückt werden kann.
Die Ausführungsform nach F i g. 5, 6 und 10 weicht von den vorbeschriebenen Ausführungsformen dadurch ab, daß die Trennglieder 57 rahmenförmig anstatt H-förmig ausgebildet sind. Sie bestehen aus je zwei bogenförmigen Seitenteilen 59, die an ihren Enden 510 durch zwei Stege 58 miteinander verbunden sind. Die bogenförmigen Seitenteile 59 haben einen kleineren Radius als die äußere Wand 54 der ringförmigen Ausnehmung 52. Dies hat zur Folge, daß die Enden 510 im Seitenring 51 gegen die Enden 510 gegen die äußere Mantelwand55 gedrückt liegen, während der Bogenrücken 512 federnd gegen die radiale Wand 54 hinter der Kante 56 anliegt. Für das Auseinandernehmen des Käfigs sind Löscher 514 vorgesehen, durch welche ein Werkzeug eingeführt werden kann, um den Bogenrücken 512 radial nach einwärts zu drücken, woraufhin die Trennglieder 57 von den Seitenringen 11 abgezogen werden können. Der Unterschied gegenüber den beiden vorher beschriebenen Ausführungsformen besteht demnach darin, daß dort die axiale Festlegung der Trennglieder von den Enden der bogenförmigen Teile ausgeht, während bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform die Trennglieder durch die Rücken der bogenförmigen Teile in axialer Richtung gehalten werden.
Von den vorgenannten Ausführungsformen unterscheidet sich die Ausführungsform nach F i g. 7 und 8 dadurch, daß die wiederum bogenförmig ausgebildeten Seitenteile 79 der mit Stegteilen 78 versehenen Trennglieder 77 in Axialrichtung federn. Das Zusammensetzen des Käfigs erfolgt dabei derart, daß zuerst die Rollen und dann die Seitenringe 71 an ihre Plätze im äußeren Laufring gebracht werden. Daraufhin werden die Trennglieder 77 radial von innen nach außen zwischen die Rollen eingeführt und die bogenförmigen Teile 79 in die ringförmige Ausnehmung 72 an der Kante 76 vorbeigeschoben, wobei die Enden 710 der Seitenteile hinter der Kante 76 einschnappen. Die Enden 710 der Seitenteile liegen unter Druck gegen die Mantelwand 75 der Ausnehmung 72 und die Rücken 712 gegen die radiale Wand 74 an. Durch die Kante 76 werden die Seitenteile 79 daran gehindert, radial nach einwärts zu verrutschen. Für das Auseinandernehmen des Käfigs sind Löscher 714 vorgesehen, welche dieselben Aufgaben haben wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 11, 12 und 13 besteht jedes Trennglied 97 aus zwei federnden bogenförmigen Seitenteilen 99 und einem Verbindungssteg 98, der sich axial über die Seitenteile hinaus erstreckt. Aus diesen überragenden Abschnitten sind Zungen 96 herausgebogen, die beim Zusammensetzen des Käfigs durch in den Seitenringen 91 mit den ringförmigen Ausnehmungen nach außen führenden Durchbrechungen 915 treten. Die Enden 910 der bogenförmigen Seitenteile 99, welche gegenüber den Stegteilen in radialer Richtung federn, stützen sich dabei gegen die äußere Mantelwand 94 der ringförmigen Ausnehmung 92 ab und drücken die Rükken 912 gegen die innere Mantelwand 95 der ringförmigen Ausnehmung, wobei die Zungen 96 als schulterförmige Ansätze wirken, die die Trennglieder 97 axial festsetzen. Damit die Verbindung spielfrei wird, können die Enden 910 der bogenförmigen Seitenteile axial etwas federnd nach außen geschwungen sein, so daß sie beim Einsetzen elastisch nachgeben, wenn sich die Zungen 96 gegen den Seitenring pressen. Beim Auseinandernehmen des Käfigs werden die Zungen 96 radial so weit nach außen gepreßt, daß die Trennglieder gelöst werden können. Die erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfige sind nicht auf die Anwendung in Verbindung mit Zylinderrollenlager beschränkt, sondern können auch für die meisten anderen Arten von Wälzlagern verwendet werden.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfige besteht darin, daß sie einfach zusammengesetzt werden können, da keine Niete, Schweißnähte oder ähnliche feste Verbindungen angewendet werden. Aus dem gleichen Grunde ist auch das Auseinandernehmen der Käfige verhältnismäßig einfach. Die erfindungsgemäßen Käfige sind ferner, besonders wenn es sich um größere Käfige handelt, im Hinblick auf die wirtschaftliche Fertigung besonders vorteilhaft, da große und teuere Preßwerkzeuge vermieden werden, wie sie bei den gepreßten Käfigen herkömmlicher Ausführungen erforderlich sind.
Inr Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche wird für die Ansprüche 8 und 9 Schutz nur in Verbindung mit Anspruch 1 begehrt.

Claims

Patentansprüche: 1. Mehrteiliger Wälzlagerkäfig mit einer Vielzahl von Trenngliedern, die aus in Umfangsrichtung verlaufenden segmentförmigen Seitenteilen und von diesen ausgehenden, sich axial zwischen die Wälzkörper erstreckenden Stegteilen bestehen, und mit wenigstens einem die Trennglieder verbindenden Seitenring mit einer ringförmigen Ausnehmung, zwischen deren Wandungen die Seitenteile der Trennglieder gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (19, 39, 59; 79, 99) als Blattfedern ausgebildet sind, welche sich beim Einsetzen der Trennglieder (17, 37, 57, 77, 97) in den Seitenring (11, 31, 51, 71) zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wandungen der Ausnehmungen verspannen, und daß der Seitenring (11, 31, 51, 71) und/oder die Trennglieder (17, 37, 57, 77, 97) mit schulterförmigen Ansätzen (16, 36, 56, 76, 96) versehen sind, die beim Verspannen der Seitenteile in der Ausnehmung hinter Gegenflächen einrasten und ein ungewolltes Lösen der Trennglieder vom Seitenring in Einsetzrichtung verhindern.
2. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schulterförmigen Ansätze durch eine in die Maulöffnung (13) der Ausnehmung (12, 32, 52, 72) des Seitenrings hineinragende ringförmige Kante (16, 36, 56, 76) gebildet sind, hinter welche die Seitenteile (19, 39, 59, 79, 99) der Trennglieder mit ihren Schmalseiten einrasten.
3. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maulöffnung (13) der ringförmigen Ausnehmung (12, 32, 52, 92) in an sich bekannter Weise axial gerichtet ist und daß die als Blattfedern ausgebildeten Seitenteile (19, 39, 59, 99) der Trennglieder (17, 37, 57, 97) in radialer Richtung federnd angeordnet sind.
4. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere zylindrische Wandung (15, 55) der Ausnehmung (12, 52) einen größeren Krümmungsradius hat als die radial nach einwärts weisenden Flächen der als Blattfedern ausgebildeten Seitenteile (19, 59).
5. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere zylindrische Wandung (34) der Ausnehmung (32) einen kleineren Krümmungsradius hat als die radial nach auswärts weisenden Flächen der als Blattfedern ausgebildeten Seitenteile (39).
6. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maulöffnung der Ausnehmung (72) radial gerichtet ist und daß die als Blattfedern ausgebildeten Seitenteile (79) der Trennglieder (77) in axialer Richtung federnd angeordnet sind.
7. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenring (91) an der der Maulöffnung gegenüberliegenden Seite in an sich bekannter Weise mit Durchbrechungen versehen ist, durch welche sich im eingesetzten Zustand an den Trenngliedern (97) angeordneten Laschen erstrecken, und daß die schulterförmigen Ansätze durch an den Laschen angeordnete, beim Einsetzen hinter die Außenwandung des Seitenringes (91) einrastende Zungen (96), Nasen od. dgl. gebildet sind. B.
Wälzlagerkäfig nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglieder (17, 37, 77) H-förmig mit einem sich mittig zwischen zwei federnden Seitenteilen (19, 39, 79) erstreckenden Stegteil (18, 38, 78) ausgebildet sind.
9. Wälzlagerkäfig nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglieder (57) rahmenförmig mit zwei sich zwischen den Enden zweier federnder Seitenteile (59) erstreckenden Stegteilen (58) ausgebildet sind.
10. Wälzlagerkäfig nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenring mit in das Innere der Ausnehmung (12, 32, 52, 72) führenden Durchbrechungen (114, 314, 514, 714) versehen ist, durch welche ein die Einrastung der schulterförmigen Ansätze (16, 36, 56, 76, 96) aufhebender Druck auf die als Blattfedern ausgebildeten Seitenteile (19, 39, 59, 79, 99) der Trennglieder (17, 37, 57, 77, 97) ausführbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 874 683; französische Patentschrift Nr. 1185 034.