DE1815990B2

DE1815990B2 - Käfig für zylindrische Wälzkörper

Info

Publication number: DE1815990B2
Application number: DE19681815990
Authority: DE
Inventors: Horst 6333 Braunfels Bauer
Original assignee: Robert Kling Wetzlar 6330 Wetzlar GmbH
Current assignee: Robert Kling Wetzlar 6330 Wetzlar GmbH
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1974-05-09
Also published as: DE1815990A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere einen Nadelkäfig, aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, mit einer parallel zur Käfigachse verlaufenden Trennfuge.

Im modernen Maschinenbau, 1...,besondere im Gelnebebau für Kraftfahrzeuge, besteht häufig das Erfordernis, zwischen zwei festen Bordon bzw. in Einstichcn auf Wellen oder Achsen Wälzlagerungen, insbesondere Lagerungen mil Hilfe von Nadelkäfigcn oder Walzenkränzen zu bilden. Dieses Erfordernis wird in der Zukunft immer näufigcr auftreten, da man bemüht ist, auf immer engerem Raum zu konstruieren.

Um diesem Bedürfnis zu entsprechen, ist es bekannt. Wälzlagerungen mit losen Wälzkörpern zu bilden. Die Nachteile einer Lagerung mit losen Wälzkörp.M'n sind Montageschwierigkeiten. Vcrwechslungsmöglichkeilui der Wälzkörper in den Abmaßen und vor allem der nicht achsparallele Lauf der Wälzkörper.

Aus diesem Grunde hat man nach anderen Lösungen gesucht und kam, da man Jen Ein-Stiick-Käfig in diesen Finbaufällcn nicht verwenden kann, zu der aus der Kurbelwellenlagerung bekannten Lageran des zweigeteilten Käfigs, d.h. zu einem Käfig, der aus zwei Käfighälften besteht und >omit zwischen zwei festen Borden von außen montiert werden kann. <\- Man wollte hiermit die Nachteile der losen Wälzkörperlagerung gegenüber de: Lagerung mit in einem Käfig geführten Wälzkörpern beseitigen.

Dies ist auch, soweit es die Montage betrifft, im großen und ganzen gelungen, jedoch ist die Möglichkeit der Verwechslung von Käfighälften und damit der Zusammenbau von Käfighälften mit verschiedenen Wälzkörperabmaßen nach wie vor, d. h. ebenso wie bei der Lagerung mit losen Wälzkörpern gegeben. Auch der achsparallele Lauf der Wälzkörper ist nicht so sicher gewährleistet wie bei einem EinStück-Käfig, da die Möglichkeit des Übereinanderlaufens von Käfighälften sowie des Hängenbleibens von Käfighäiften in Nuten besteht, was zu Schränkungen, Blockierungen und Zerstörungen an den Lagerstellen führen kann.

Bekannt ist auch ein Käfig der eingangs genannten Art (deutsche Patentschrift 959 699). Durch die Trennfuge wird angestrebt, solche Mangel zu beheben, die bei Xunststoff-Rollenkäfigen durch die Schrumpfung des Kunststoffes entstehen. Der Käfig soll ohne: nachträgliche Verbindung der entgegengesetzten Ringenden eingebaut werden, so daß sich die Trennfuge bei der zu erwartenden Schrumpfung des für die Herstellung des Käfigs verwendeten Kunststoffes erweitern und somit die Schrumpfung ausgleichen kann. An den Enden der Trennstellc sind Schrägflächen vorgesehen, die zusammen mit der Mantellinie, längs der die Trennfugt im übrigen verläuft, einen stumpfen Winkel einschließen. Solche Schrägflächen sind nicht in der Lage, gegenseitige Axialverschiebungen der Enden des Käfigbandes zu verhindern, da beieits ein kleiner Spalt an der Trennstelle eine große gegenseitige Axialverschiebung zuläßt. Ein Einschieben des Käfigs quer zu einer Welle erfordert große Deformationen des Käfigs über dessen gesamten Umfang, weil ja der Käfig so weit gespreizt werden muß, daß an der Trennstelle ein Zwischenraum entsteht, der gleich dem Wellendurchmesser an der Montagestelle ist.

Bekannt (USA.-Patentschrift 2 566 421) ist ferner ein Kugellagerkäfig in Form eines Streifen-, der aus einzelnen Kugehaschen besteht, die durch Verbindungsstege geringen Querschnittes miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsstege wirken wegen ihres geringen Querschnittes wie universalbewegliche Gelenke, bezwecken jedoch vor allem eine Anpassung des Streifens an die Umfangskrümmung der Welle. Die Fnden des Streifens werden daher auch nicht miteinander verbunden, so daß Axialverschiebungen der Käfigenden gegeneinander möglich sind. Solche Axialverschiebungen sind bei Kugellagern meist zulässig, würden jedoch bei Rollenlagern zu Schränkungen der Rollen führen. Die dünnen Verbindungsstege ergeben auch zwischen den einzelnen Kugeltaschen keine Verbindung von solcher Steifigkeit, daß Schrägstellungen der Taschen vermieden werden, die bei Kugellagern meist unschädlich sind, jedoch bei Rollenlagern nicht zugelassen werden können.

Bekannt (deutsche Patentschrift 804 737) ist auch ein Rollenkäfig, bei dem .wischen den einzelnen RollentasL hen radiak Schlitze angeordnet sind, durch die lediglich eine Nachgiebigkeit der Wälzkörpertaschen eivic!', werden soll. Jedoch stehen d:e Seh.litze nicht in Zusammenhang mit Gelenkstellen.

Beka:.;.: sind auch Wälzlaucr mit vollständig ncicilicn Laufringen (deutsche Patentschrift S51 "Ϊ47). Solche Lager werden häufig ^fv.;· die Lagerung von Pleueln an Kurbelwellen verwendet. Bei Lagern mit geteilten Laufringen isl eine aufwendige Axialfixie-

bei Anordnung mehrerer Nuten die einzelne Nut eine geringere Tiefe haben kann als bei Anordnung nur einer Nut.

Die Schwächungsstellen sind vorzugsweise durch Nuten gebildet. Der Käfig kann an den Schwächungsstellen auch stellenweise durchbrochen sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i ζ. 1 einen diametralen Schnitt durch einen mit

älkö bük Käfi d i inem Wellen

ung der Laufringe gegeneinander unerläßlich, da ja indernfalls in der Lauffläche Stufen entstehen würien, was zur sofortigen Zerstörung des Lagers führen ,vürde.

Schließlich ist auch ein als Kammkäfig ausgebilde-_Ler Nadellagerkäfig bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 068 954) bekannt, dessen Stirnring längs einer Mantellinie aufgetrennt ist. Durch die Auftrennung «oll die Elastizität des Stirnringes derart verbessert ζ

werden, daß er elastische Kräfte ausgleichen kann, io Wälzkörpern bestückten Käfig, der in einem Wellendie durch die Führung der nur einseitig gehaltenen einstich montiert ist,

Stege an den Wälzkörpern entstehen. Die Auftren- F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Käfigs,

nung hat nicht den Zweck, ein Aufschieben des Kä- F i g. 3 eine Seitenansicht des Käfigs im Zustand

figs quer zu einer Welle zu ermöglichen. während des Einbaues und einen Schnitt durch eine

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 15 Welle,

Käfig der eingangs genannten Gattung so auszubil- F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende perspektivi-

d dß i läi Vf sehe Ansicht bei einer anderen Ausführungsform der

Erfindung.

F i g. 5 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung betreffend den Einbau eines Käfigs nach Fig. 4 und F i g. 6 bis 11 verschiedene Ausführungsformen für die Ausbildung der Schwächungsstellen.

Es sei angenommen, daß die in der Zeichnung darg gestellten Wälzlagerkäfige aus einem elastischen Führungszapfen in eine Ausnehmung eingreift und 25 Kunststoff bestehen.

daß Führungszapfen und Ausnehmung Führungsflä- Der Käfig nach den F i g. 1 bis 3 hat eine Trenn-

chen in Ebenen senkrecht zur Käfigachse aufweisen. fugel und eine Schwächungsstelle 2. Im übrigen ist Bei dem erfindungsgemäßen Käfig werden die Kä- der Wälzlagerkäfig in bekanner Weise bandförmig figbereiche zwischen den Schwächungsstellen und und hat rechteckige Aussparungen für die Aufnahme der Trennfuge nicht verformt, da die gesamte erfor- 30 von Wälzlagern. In den Fig. 1 und 2 ist ein mit derliche Verformung in den gelenkartig wirkenden Wälzkörpern bestückter Käfig gezeigt.
Schwächungsstellen erfolgen kann. Dadurch wird mn Einerseits der Trennfuge befindet sich ein Zapfen

Sicherheit vermieden, daß beim Aufbiegen des Kä- mit parallelen Flanken, deren Flächen senkrecht zur figs Wälzkörper aus den Käfigtaschen herausfallen. Käfigachse verlaufen, und andererseits der Trenn-Die Anordnung eines Führungszapfens an der 35 fuge eine Aussparung, in die der Zapfen paßt, so daß Trennfuge gibt dem montierten Käfig eine absolute durch den Eingriff des Zapfens in die Aussparung Fbili d E ih d Käfi

g gg g g so auszubil

den. daß eine unzulässige Verformung des Käfigs am gesamten Umfang vermieden wird, und die Käfigen- den im Hinblick auf gute Führung der Nadeln exakt axial gegeneinander fixiert sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß längs mindestens einer Mantellinie des Käfigs eine ein Gelenk bildende Schwächungsstelle vorgesehen ist, daß im Bereich der Trennfuge ein Fühf i i Ah

Formstabilität, da die in Ebenen senkrecht zur Käfigachse liegenden Führungsflächen jegliche Axialvcvschiebung der Käfigenden gegeneinander verhindern, ohne indessen die wegen Längenänderungen im Betrieb notwendige Verschiebung in Umfangsrichtung zu beeinträchtigen. Der Käfig verhält sich nach Eingriff des Führungszapfens in die gegenüberliegende Trennfläche wie ein nicht aufgetrennter Käfig. Der

g p

axiale Relativverschiebungen zwischen den Käfigenden nicht möglich sind, jedoch Relatiwerschiebungen in Unifangsrichtung stattfinden können.

Die Schwächungsstelle 2 ist durch eine Nut mit dreieckigem Querschnitt gebildet, die sich an der Außenseite befindet und diametral gegenüber der Trennfuge 1 angeordnet ist. Die Schwächungsstelle 2 schwächt den Querschnitt des Käfigs so weit, daß die

g g

in F i g. 3 dargestellt. Der Käfig soll in einen Einstich einer Welle eingebaut werden, wobei der Wellendurchmesser im Bereich des Einstiches das Maßd hat. Die Käfighälften beiderseits der Schwächungsstelle 2 werden so weit auseinandergespreizt, daß an der Trennfuge eine Öffnung entsteht, die mindestens gleich dem Maß if ist. Danach läßt sich der Käfig quer über die Welle schieben. Die Käfighälften wer-

Vorteil der Erfindung besteht daiin. daß ein Ein- 45 Schwächungsstelle als Gelenk wirkt.

Stück-Käfig auch an solchen Stellen eingesetzt wer- Der Einbau des Käfigs nach den Fig. 1 und2 ist

den kann, wo dies bisher nicht möglich war. Man hat hiermit die Vorteile des Ein-Stück-Käfigs. bei dem nicht die Gefahr besteht, daß Teile zusammenmontiert werden, die verschiedene Wälzkörperabmaße

haben.
Weiterhin können die Verschränkungen. Blockie-

rungen iiini Zerstörungen, wie sie "beim Zwei-

S'ück-Käfig vorkommen" infolge der Zapfenführung q

nicht einstellen, und zum anderen wird die Montage 55 den nun wieder zusammengeklappt, wobei der Zap-

sowohl gegenüber losen Wälzkörpern als auch dem fen in den Einschnitt eingeführt wird. Hiernach sind

Axialverschiebungen zwischen den Käfigenden nicht mehr möglich. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, wenn der Einstich der Welle seinerseits Axialverschiebunen nicht verhindern kann. Notwendigerweise ist ir Welleneinstichen immer axiales Spiel vorhanden weil sich ja der Käfig frei drehen können muß. Da: axiale Spiel ist oft beträchtlich, so daß ohne Fixie g g rung durch den Führungszapfen Axialverschiebun

bei dann beiderseits dieses Bereiches Schwachungs- ⁶5 gen möglich wären, wodurch eine Schrägstellung de stellen angeordnet sind. Ausführungen mit zwei oder Wälzkörper und daraus resultierend eine Zersiörun

mshi üiclnvät'.i-jiigsstellen können dann von Bedeu- des Lagers stattfinden könnte.

lung sein, wenn die Dicke des Käfigs gering ist, da Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ist der de

zweiteiligen Käfig erheblich vereinfacht und kann ohne weitere Hilfsmittel durchgeführt werden.

Die Anordnung der Scb-ächungsstellen kann vcrschieden sein. Beispielsweise kann diametral gegenüber der Trennfuge eine Schwächungsstelle vorgesehen sein. Bei Anordnung mehrerer Schwächungsstel-Ien kann der Käfig im Bereich diametral gegenüber der Trennfuge frefvon Schwächungsstellen sein, woi

^6o

Trenp.ungsstelle diametral gegenüberliegende Bereich des Käfigs frei von Schwächungsstellen. Es sind jedoch beiderseits dieses Bereiches gelenkartig wirkende Schwächungsstellen vorhanden.

Der Einbau eines. Käfigs nach F i g. 4 ist in F i g. 5 dargestellt. Aus einem Vergleich der F i g. 3 und 5 ist zu ersehen, daß die Gelenkbewegung an den Schwächungsstellen kleiner ist als bei Vorhandensein nur einer Schwächungsstelle.

In den Fig.6 bis8 ist dargestellt, daß an der Schwächungsstelle auch eine Kombination von Nat und Durchbrüchen vorhanden sein kann. Gemäß F i g. 6 befindet sich nur in der Mitte des Kufig* eine Verbindung zwischen den beiderseits der Schwächungsstelle befindlichen Käfigteilen, während seitlich der Verbindungsstelle Aussparungen angeordnet sind. Gemäß F i g. 7 ist ein mittlerer Durchbruch vorgesehen. Gemäß F i g. S sind :;wei Durchbräche im Bereich der Schwächungsslelle vorhanden.

In den F ί μ. 9 bis 11 sind verschiedene Nu'.formcr für Schwächungssiellen dargestellt Fig. 9 zeigt eine im Querschnitt dreieckige Nut. wie sie auch bei der

ίο bereits beschriebenen Ausfühningsbeispielen verwen dsl wird. Fig. 10 zeigt eine Nut mit etwa halbkrcis förmigem Querschnitt und Fi g. Ii eine Nut mil tra pezförmigem Querschnitt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Käfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere Nadelkäfig, aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff, mit einer parallel zur Käfigachse verlaufenden Trennfuge, dadurch gekennzeichnet, daß längs mindestens einer Mantellinie des Käfigs eine ein Gelenk bildende Schwächungsstelle (2) vorgesehen ist, daß im Bereich der Trennfuge (1) ein Führungszapfen in eine Ausnehmung eingreift und daß Führungszapfen und Ausnehmung Führungsflächen in Ebenen senkrecht zur Käfigachsc aufweisen.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diametral gegenüber der Trennfuge (1) eine Schwächungsstelle (2) vorgesehen ist.

3. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig im Bereich diametral gegenüber der Trennfuge frei von Schwächungsstellen ist und daß beiderseits dieses Bereiches Schwächungsstellen vorgesehen sind (F i g. 5).

4. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungsstellen durch Nuten gebildet sind.

5. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig an den Schwächungsstellen stellenweise durchbrochen ist (F i g. 6 bis 8).