DE19860688A1 - Wälzlagerkäfig - Google Patents

Wälzlagerkäfig

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Abstract

Ein Wälzlagerkäfig hat an seinen beiden axialen Enden Käfigränder (1, 3). Der eine Käfigrand (1) weist eine umlaufende innere Nut (5) auf. Der andere Käfigrand (3) trägt radial vorragende Haltenasen (7). Diese Haltenasen (7) schnappen in die entsprechende Nut (5) eines weiteren Käfigs ein, wodurch zwei- oder mehrreihige Wälzlagerkäfige als Baueinheit gebildet werden, die relativ zueinander verdrehbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig entsprechend dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Ein solcher Käfig dient zur Aufnahme von Lagerrollen, insbesondere Nadelrollen, so daß damit ein Lagerkranz oder Nadelkranz gebildet werden kann. Solche Lagerkränze werden z. B. für Getriebe von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Hierbei ist es bekannt, die Wälzlagerkäfige zweireihig oder mehrreihig auszubilden, also in einem einzigen Käfig axial hintereinander zwei oder mehr Reihen von Wälzkörpern an­ zuordnen. Bei einem solchen einteiligen Käfig sind im Betrieb dann keine unterschiedlichen Relativdrehzahlen der einzelnen Wälzkörperreihen zueinander möglich. Unter ungünstigen Betriebsbedingungen entstehen hierdurch Zwangskräfte auf den Käfig, die zu einem schnellen Verschleiß des Wälzlagers und seiner Umgebung oder gar zu einem Blockieren führen können.
Um dies zu vermeiden, wurden bisher zwei oder mehrere separate einreihige Wälzlagerkäfige axial nebeneinander eingebaut. Je nach Anwendungsfall wurden diese einreihigen Käfige paarweise, also jeweils zu zweit, oder entsprechend der Anzahl der einzelnen Wälzlager pro Lagerstelle zu mehreren verpackt. Die prozeßsichere Montage von zwei oder mehreren einreihigen Lagerkränzen axial nebeneinander, z. B. im Losrad eines Getriebes, erfordert einen hohen zusätzlichen Prüfaufwand. Wenn z. B. versehentlich nur ein Lager statt mehrerer montiert wird, führt dieser Fehler im Betrieb zum Ausfall des Lagers und des entsprechenden Mechanismus.
Durch die Erfindung soll einerseits erreicht werden, bei einer mehrreihigen Anordnung von Wälzlagerkäfigen unterschiedliche relative Drehzahlen der einzelnen Wälzkörperreihen zu ermöglichen, und andererseits sicherzustellen, daß immer die nötige Anzahl von einzelnen Wälzlagerkäfigen eingebaut wird, um die an der entsprechenden Lagerstelle notwendigen mehreren Reihen von Wälzkörperkränzen zu bilden.
Erfindungsgemäß wird dies durch einen Wälzlagerkäfig gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
Hiernach sind also die beiden axialen Enden oder Ränder jedes Wälzlagerkäfigs unterschied­ lich derart ausgebildet, daß die Haltenasen an einem axialen Käfigende in eine Umfangsnut am anderen Käfigende eines zweiten Wälzlagerkäfigs einschnappbar sind. Zwei oder mehrere Wälzlagerkäfige werden also durch das gegenseitige Zusammenschnappen in axialer Richtung formschlüssig miteinander verbunden.
Durch Zusammenfügen von zwei oder mehreren solcher Wälzlagerkäfige können somit Baueinheiten mit zwei oder mehreren entsprechenden Wälzkörperkränzen gebildet werden, die wegen ihrer gegenseitigen Verdrehbarkeit im Betrieb unterschiedliche Relativdrehzahlen der einzelnen, miteinander verbundenen Wälzkörperkränze ermöglichen. Unter bestimmten, insbesondere extremen Betriebsbedingungen ist dies aus kinematischen Gründen für eine einwandfreie Funktion der Lagerung vorteilhaft bzw. erforderlich.
Das aufwendige Verpacken von einzelnen Wälzlagerkäfigen kann hierbei entfallen, da die Lagerkäfige bzw. Wälzkörperkränze zu Sätzen von jeweils mehreren, z. B. paarweise, vormontiert und gemeinsam verpackt werden können. Gleichzeitig wird durch diese Aus­ führung eine prozeßsichere Montage von zweireihigen oder mehrreihigen Wälzkörperkränzen ermöglicht, da diese entsprechend den Einbaubedingungen vormontiert angeliefert werden können. Die Gefahr, daß statt zwei oder mehrerer einzelner Lager nur ein einziges Lager eingebaut wird, besteht somit nicht mehr, wodurch der bisher notwendige Prüfaufwand entfallen kann. Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Wälzlagerkäfigs ergibt sich somit eine Kosteneinsparung bei der Verpackung und bei der Montage.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt einen Teil-Axialschnitt durch einen Wälzlagerkäfig, wobei ein zweiter, damit zusammenschnappbarer Wälzlagerkäfig in strichpunktierten Linien angedeutet ist.
Fig. 2 zeigt einen Teil-Radialschnitt der beiden Wälzlagerkäfige nach der Linie 2-2 von Fig. 1.
Jeder Wälzlagerkäfig hat einen ersten axialen Käfigendrand 1 und einen zweiten radialen Käfigendrand 3. Der Käfigrand 1 hat einen Innendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Käfigrandes 3, so daß mehrere Wälzlagerkäfige axial hinterein­ ander angeordnet werden können, wobei der Käfigrand 1 in radialer Richtung außerhalb und über dem Käfigrand 3 liegt. Diese Anordnung kann grundsätzlich auch umgekehrt getroffen werden, so daß dann der Käfigrand 1 radial innerhalb des Käfigrandes 3 liegen würde.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Käfigrand 1 an dem ersten axialen Ende des Wälzlagerkäfigs mit einer radial umlaufenden inneren Nut 5 versehen. Der andere Käfigrand 3 am zweiten axialen Ende des Wälzlagerkäfigs ist mit radial nach außen vorragen­ den Haltenasen 7 versehen. Diese sind in die innere Nut 5 eines Käfigrandes 1 am ersten axialen Ende eines zweiten Käfigs einschnappbar, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem einge­ schnappten Zustand sind die beiden Wälzlagerkäfige relativ zueinander verdrehbar. Damit können dann auch die in die einzelnen Wälzlagerkäfige eingesetzten Wälzkörper 9, die als Nadelrollen ausgebildet sein können, mit gegenüber dem benachbarten Wälzlagerkäfig unterschiedlichen Relativdrehzahlen umlaufen.
Um das Zusammenschnappen benachbarter Wälzlagerkäfige zu ermöglichen und damit eine formschlüssige axiale Verbindung zwischen den benachbarten Wälzlagerkränzen herzustellen, ist der Außendurchmesser der Haltenasen 7 etwas größer als der Innendurchmesser 1' des ersten Käfigendes bzw. des ersten Käfigrandes 1. In entsprechender Weise ist der die Haltena­ sen 7 tragende Außendurchmesser 3' des zweiten Käfigendes bzw. des zweiten Käfigrandes 3 etwas kleiner als der Innendurchmesser 1' des ersten Käfigrandes 1.
Um die gegenseitige relative Verdrehbarkeit benachbarter Wälzlagerkäfige zu ermöglichen, besteht im zusammengeschnappten Zustand zweier Käfige ein geringes radiales Spiel zwi­ schen der inneren Nut 5 des ersten Käfigrandes 1 und den Haltenasen 7 des zweiten Käfigran­ des 3. Wie Fig. 1 ferner zeigt, kann die axiale Breite der Haltenasen 7 etwas kleiner sein als die axiale Breite der Nut 5, wodurch das Zusammenschnappen benachbarter Wälzlagerkäfige ebenfalls erleichtert wird und insbesondere ein gewisses axiales Spiel ermöglicht ist, das auch zur Verbesserung der relativen Verdrehbarkeit zwischen benachbarten Käfigen beiträgt.
Fig. 1 zeigt schließlich, daß die Haltenasen 7 und/oder die innere Nut 5 in radialer Richtung von innen nach außen konvergieren können. Hierdurch wird das Zusammenschnappen und, falls nötig, auch das Trennen benachbarter Wälzlagerkäfige erleichtert, da die hierbei ge­ bildeten Schrägflächen als Führungsflächen oder Gleitflächen für die jeweils benachbarten Teile der Käfigränder 1, 3 dienen.
Bei der oben erwähnten, radial umgekehrten Anordnung der Käfigränder 1 und 3 sind auch die vorstehend für das gezeigte Ausführungsbeispiel geschilderten Ausbildungen entsprechend umzukehren bzw. anzupassen.
Vorteilhafterweise sind über den Umfang des Käfigrandes 3 mindestens drei, insbesondere aber vier Haltenasen 7 gleichmäßig verteilt, so daß einerseits ein leichtes Zusammenschnap­ pen benachbarter Käfige möglich ist, andererseits aber auch ein sicherer Zusammenhält benachbarter Käfige in axialer Richtung gegeben ist.
Obwohl der Wälzlagerkäfig aus Metall bestehen kann, ist es vorteilhaft, den Käfig aus Kunststoff herzustellen, insbesondere aus einem Polyamid. Solche Werkstoffe haben die zum Zusammenschnappen der Käfige erforderliche Elastizität. Die Wälzkörper oder Nadelrollen 9 bestehen aus Wälzlagerstahl. Wie bei Wälzlagerkäfigen üblich, sind die einzelnen Wälzkörper 9 durch axiale Stege 11 voneinander getrennt und geführt, die sich in axialer Richtung zwischen den Käfigrändern 1 und 3 erstrecken.

Claims (10)

1. Wälzlagerkäfig mit an seinen beiden axialen Enden angeordneten Käfigrändern (1, 3), dadurch gekennzeichnet, daß der Käfigrand (1) an einem ersten axialen Ende mit einer umlaufenden radial gerichteten Nut (5) und der Käfigrand (3) am zweiten axialen Ende mit radial vorragenden Haltenasen (7) versehen ist, die in die Nut (5) des Käfig­ rands (1) am ersten axialen Ende eines weiteren Käfigs einschnappbar sind.
2. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im eingeschnappten Zustand die beiden Käfige relativ zueinander verdrehbar sind.
3. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Käfigrand (1) radial außerhalb des zweiten Käfigrandes (3) liegt und daß die Nut (5) im ersten Käfigrand (1) und die Haltevorsprünge (7) am zweiten Käfigrand (3) nach radial außen gerichtet sind.
4. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Haltenasen (7) etwas größer ist als der Innendurchmesser (1') des ersten Käfigran­ des (1).
5. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Haltenasen (7) tragende Außendurchmesser (3') des zweiten Käfigrandes (3) etwas kleiner ist als der Innendurchmesser (1') des ersten Käfigrandes (1).
6. Wälzlagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zusammengeschnappten Zustand zweier Käfige ein geringes radiales Spiel zwischen der Nut (5) des ersten Käfigrandes (1) und den Haltenasen (7) des zweiten Käfigrandes (3) vorliegt.
7. Wälzlagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite der Haltenasen (7) etwas kleiner ist als die axiale Breite der Nut (5).
8. Wälzlagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenasen (7) und/oder die Nut (5) in radialer Richtung zum Nutboden hin konvergieren.
9. Wälzlagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei, insbesondere vier Haltenasen (7) gleichmäßig über den Umfang verteilt vorgesehen sind.
10. Wälzlagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus Kunststoff, insbesondere einem Polyamid, besteht.
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