DE2333237C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für einen Freilauf oder ein Wälzlager, bestehend aus zwei im Abstand angeordneten Ringflanschen, die mittels über dem Umfang verteilten und jeweils mit Vorsprüngen in Öffnungen in den Ringflanschen eingesetzten und darin gehaltenen Distanzelementen mit­ einander verbunden sind, wobei jeder Vorsprung eine schwalbenschwanzförmige Hinterschneidung aufweist und seine Halterung durch eine Materialverformung am Ringflansch im Bereich einer Öffnung realisiert ist.

Aus der US-PS 12 38 309 ist ein gattungsgemäßer Käfig für ein Wälzlager bekannt, bei dem die Öffnungen für die Vorsprünge der Distanzelemente im wesentlichen eine solche Umrißgestalt aufweisen wie die Vorsprünge. Auf Höhe der als Anschlag­ schulter dienenden Seitenränder eines Distanzelements ist am Vorsprung eine Hinterschneidung in Form einer im wesentlichen dreieckförmigen Nut ausgearbeitet, so daß die Materialstärke des Vorsprungs an seinem freien Ende wieder die ursprüngliche Dicke aufweist.

Bei einem Ausführungsbeispiel in dieser Schrift ist die Öffnung in dem Ringflansch über die Flanschdicke hinweg durchgehend ausgeführt, wobei auch der Vorsprung bündig mit der Außenfläche abschließt. Dabei erfolgt die axiale Einpressung von außen. Hieraus ergibt sich der Nachteil, daß der axiale Einpreßdruck größer sein muß, um ein Fließen des Flanschmaterials in den zwischen der Innenwand der Öffnung und der Ausnehmung gebildeten Freiraum zu bewirken. Dieser hohe Einpreßdruck vergrößert die Gefahr einer Maßänderung des Ringflansches.

Weiterhin ist die Art der Festlegung, nämlich das Einpressen von Flanschmaterial in axialer Richtung mit dem Ziel eines Materialflusses in Umfangsrichtung nur unter Schwierigkeiten möglich, hierzu ist ein besonders abgekröpftes Werkzeug erforderlich, wobei es auch großer Sorgfalt bedarf, um eine gleichmäßige Einpressung über die gesamte Befestigungs­ länge zu erzielen. Ein Nachteil ist auch darin zu sehen, daß die Bearbeitungsrichtung die axiale Richtung ist, wodurch wieder komplizierte Gegenhaltemaßnahmen getroffen werden müssen, um zum einen den Gegendruck sicherzustellen, und um zum anderen zu gewährleisten, daß infolge der axialen Preßrichtung die Maßhaltigkeit des Ringflansches insbesondere nicht beeinträchtigt wird.

Aus der US-PS 33 65 255 ist ein Käfig bekannt, bei dem die Vorsprünge der Distanzelemente in einer angepaßten Öffnung am Ende vernietet werden.

Bei dem aus der DE-PS 5 70 512 bekannten Korb für Rollen­ lager weist ein Distanzelement zwei parallel verlaufende Vorsprünge auf, die gemeinsam durch eine Öffnung im Flansch hindurchragen und auf der Außenseite in jeweils entgegen­ gesetzte Richtungen umgebogen werden, so daß sie flach an der Außenseite des Ringflansches anliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig der genannten Gattung zu schaffen, der bei ein­ fachem und kostengünstigem Aufbau auch seiner Einzelteile einfach und ohne die Gefahr von Maßveränderungen zusammen­ baubar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnung in der Nähe der Innenkontur oder der Außenkontur des Ringflansches ausgebildet ist, daß in der Öffnung neben dem eingesetzten Vorsprung ein freier Raum vorge­ sehen ist, und daß die Materialverformung aus einer Einpressung der entsprechenden Ringkontur radial in Richtung auf die andere Ringkontur im Bereich des freien Raums besteht.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist gewährleistet, daß an dem Käfig keine Verformung auftreten kann, die zu einer Maßänderung solcher Maße führen könnte, die zur Bei­ behaltung der uneingeschränkten Funktionstüchtigkeit über die Betriebsdauer hinweg wesentlich sind. Dieser Vorteil entsteht dadurch, daß die während des Zusammenbaus auf­ tretenden Druckkräfte auf die Flansche in einer Richtung und an einer Stelle ausgeübt werden, die eine solche Posi­ tionierung der Stäbe nicht beeinflußt.

Wesentlich ist, daß die Öffnungen der Flansche größer als der Querschnitt der Vorsprünge an den Distanzelementen sind, sie können dabei jede geeignete Form aufweisen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen sie einen sich im wesentlichen radial erstreckenden Schenkel auf, welcher den Vorsprung des Distanzelementes aufnimmt, so wie einen sich im wesentlichen in einer tangentialen Rich­ tung erstreckenden Schenkel, welcher das durch die an dem Flansch vorgenommene Einpressung verformte Material auf­ nimmt. Als günstig hat sich eine Öffnung in Form eines T-Querschnitts erwiesen.

Gemäß einer Fortbildung der Erfindung sind die Distanz­ elemente zusammenhängend in Form einer Leiter vorgesehen, wobei die seitlichen Vorsprünge als Verlängerung der Sprossen einer solchen Leiter ausgebildet sind. Dabei kann es günstig sein, daß jeder Vorsprung in Trapezform vorgesehen ist, dessen größere äußere Basis kleiner ist als die Öffnung der Art, daß der Raum E belassen ist, wenn der Vorsprung in der Öffnung eingesetzt ist.

Günstig dabei kann sein, daß das Trapez eine zur außen­ liegenden großen Basis rechtwinklig verlaufende gerade Seite aufweist, die sich in planem Kontakt gegen eine Wandung der schlitzförmigen Öffnung preßt, wobei die Schrägfläche dem freien Raum E zugewandt ist, der das eingedrückte Material aufnimmt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Montagekäfigs nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt perspektivisch den Zusammenbau aus einem Stab und zwei Flanschen,

Fig. 4 ist eine Darstellung analog der vorher­ gehenden Elemente vor ihrer Zusammenfügung,

Fig. 5 zeigt einen Stab in der Ansicht,

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf diesen Stab;

Fig. 7 ist eine Profildarstellung;

Fig. 8 zeigt das Detail eines in den Flanschen ausgesparten Montageschlitzes;

Fig. 9 ist eine allgemeine perspektivische Dar­ stellung einer Ausführungsvariante des Montagekäfigs nach der Erfindung;

Fig. 10 ist die Darstellung eines freien Laufs mit einem solchen Käfig im Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 11;

Fig. 11 ist eine Ansicht dieses Freilaufs teil­ weise im Schnitt im Aufriß, in Richtung der Pfeile XI-XI in Fig. 10 gesehen;

Fig. 12 zeigt die Leiterausbildung vor dem Wickeln;

Fig. 13 zeigt die Leiterausbildung nach dem Wickeln;

Fig. 14 zeigt einen der seitlichen Flansche vor dem Zusammenfügen mit der Leiterausbildung;

Fig. 15 zeigt den Käfig nach der Montage, wobei Teile geschnitten dargestellt sind;

Fig. 16 läßt einen Vorsprung der Leiter erkennen, der in einen Schlitz eines Flansches vor dem Eindrücken greift; und

Fig. 17 ist eine Darstellung analog Fig. 16, jedoch nach dem Eindrücken.

Nach der in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführungs­ form umfaßt der Montagekäfig zwei kreisförmige Flansche 10 und 11, die über eine kreisförmige Reihe von (kleinen) Stäben 12 vereinigt sind.

Insbesondere mit Bezug auf die Fig. 4 bis 7 sieht man, daß die zunächst aus einem planen Blech hergestellten Stäbe geschnitten und gebogen sind, um zwischen zwei Endvorsprüngen 15 und 16 einen zentralen Vorsprung 17 zu bilden.

Die genannten Vorsprünge sind symmetrisch zu beiden Seiten einer Mittelebene X-X und weisen ein im wesent­ lichen kreisbogenförmiges Profil auf.

Hinter den Endvorsprüngen weist jeder Stab einen Schwal­ benschwanz 18 auf, der dazu bestimmt ist, mit dem im wesentlichen vertikalen Schenkel einer T-förmigen in den Flanschen ausgesparten Öffnung zusammenzuwirken, wobei diese allgemein mit 21 bezeichnet ist.

Wie man sieht bilden die Grundflächen 19 der Schwalben­ schwänze Stützabsätze für die Flansche und bestimmen gleichzeitig die Entfernung E der Flansche 10, 11 (Fig. 2).

Diese T-förmige Öffnung 21 ist benachbart den Außen­ rändern der Flansche vorgesehen und ihr Horizontalsteg 22 ist geradlinig, während ihr Vertikalsteg 23 kreis­ bogenförmig mit einem Radius gleich dem der Endvor­ sprünge geformt ist.

Sind einmal die Elemente in dieser Weise hergestellt, so wird die Ausführung des Montagekäfigs durch Eingriff der Schwalbenschwänze in die Schenkel 23 der Öffnungen 21 herbeigeführt, wonach der endgültige Zusammenbau mit den Flanschen vorgenommen wird, indem auf diese am Ort jeder der Stege 22 der Öffnung 21, und zwar zu beiden Seiten des Schwalbenschwanzes geregelte Drücke ausge­ übt werden, die schematisch bei P und P 1 in Fig. 3 ange­ geben sind.

Der im wesentlichen vertikale Schenkel 23 der Öffnungen umfaßt eine Flanke 23 A, die so ausgebildet ist, daß sie mit einem zum Schwalbenschwanz komplementären Zuschnitt zusammenwirkt. Man erhält also einen Halt für den Schwalben­ schwanz in sämtlichen Richtungen einschließlich der axialen Richtung durch lokale Verformung des Umfangs der Flansche in Höhe jedes Schwalbenschwanzes, wie klar bei 30, 31 in Fig. 3 gezeigt ist und somit eine steife Montage von Stäben und Flanschen.

Die Stäbe könnten mit zentralen und/oder Endvorsprüngen versehen sein, die sich radial zu beiden Seiten dieser Stäbe erstrecken und dies, um die Rollen R in den beiden radialen Richtungen zu halten.

Anstatt das Vorsprünge zu beiden Seiten einer allgemeinen Mittelebene vorgesehen sind, können die Stäbe mit einem einseitigen Vorsprung aus einem einzigen Stück oder in mehreren Elementen ausgestattet sein.

Die Fig. 9 bis 17 betreffen eine Anwendung der Erfindung auf einen Freilauf oder eine Vorrichtung zur einsinnigen Verbindung. Aus Fig. 9 erkennt man einen Käfig 110 zur Montage der Klemm- und/oder Wälzorgane, welche hier durch Rollen 111 (Fig. 10 und 11) gebildet sind.

Die Rollen 111 wirken mit einer zylindrischen Innen­ laufbahn 112 und mit einer Außenlaufbahn 113 zusammen, welche Klemm- oder Verkeilungsrampen 114 aufweist. Der Käfig 110 ist so ausgebildet, daß er zwischen den Laufbahnen 112 und 113 sich erstreckt und weist eine im allgemeinen zylindrische Gestalt (Fig. 9) mit einer Reihe von Fenstern 115 auf, in denen die Rollen 111 lagern. Der Käfig 110 ist dazu bestimmt, einer­ seits für eine gleichförmige Umfangsverteilung der Rollen 111 zu sorgen und andererseits ein gleich­ zeitiges Auslösen des Verklemmens oder Verkeilens sämtlicher Rollen 111 herbeizuführen.

Der Käfig 110 ist der Wirkung der Federn 116 ausge­ setzt, wodurch die Bedingungen des Verkeilens in Blockierungsrichtung begünstigt werden und gleich­ zeitig ein Entkeilen in der anderen Richtung herbeige­ führt wird.

Der Käfig 110 umfaßt ein zentrales Bauteil 120 (Fig. 12) in Form einer flachen Leiter mit Streben 121 und Sprossen 122, derart, daß die Reihe von Fenstern 115 definiert wird. Die Leiter 120 wird zylindrisch über eine Winkel­ ausdehnung von 360° (Fig. 13) gewickelt.

Der Käfig 110 umfaßt auch zwei seitliche plane Ring­ flansche 123, mit denen die Leiterausbildung 120 durch Eindrücken oder Quetschverbindung zusammengebaut wird.

Hierzu weist die Leiter 120 in Verlängerung der Sprossen 122 seitliche Vorsprünge 124 (Fig. 12) auf, welche in Schlitze 125 der Flansche 123 greifen und hierin durch Eindrücken festgehalten sind.

Jeder Vorsprung (Fig. 12) hat eine Länge A, die im wesentlichen gleich der Dicke B jedes Flansches 123 (Fig. 9 und 10) ist, derart, daß nach dem Zusammenbau die Vorsprünge 124 nicht über die Flansche 123 hinausgehen.

Jeder Schlitz 125 ist rechteckig und länglich bei einer Länge C (Fig. 14), die größer als die Breite D jedes Vorsprungs 124 (Fig. 12) ist, ausgebildet, derart, daß ein Raum E (Fig. 16) im Schlitz 125 belassen ist, wenn der Vorsprung 124 hierin hineingreift (Fig. 16).

Der Vorsprung 124 hat die Gestalt eines rechteckigen Trapezes mit einer geraden Fläche 126 und einer schrägen Fläche 127 und hat eine große äußere Basis. Die Wandung des Schlitzes 125 hat eine Gestalt eines rechtwinkligen Parallelepipeds mit den beiden sich gegenüberliegenden Flächen 128 und 129. Der Vorsprung 124 greift in den Schlitz 125 derart, daß seine gerade Fläche 126 in planem Kontakt auf die Wandung 128 des Schlitzes 125 gepreßt wird, was dem Raum E eine Keilgestalt zwischen der Schrägfläche 127 des Vorsprungs 124 und der geraden Fläche 129 des Schlitzes 125 verleiht.

Für den Zusammenbau wird der Flansch 123 durch Eindrücken seiner Innenkontur 130 (Fig. 17) in Richtung seiner Außenkontur (131) derart verformt, daß es dem Flansch möglich wird, bei P in den Raum E einzudringen und sorgt so für eine wirksame Festlegung des Flansches 123 und der Leiterausbildung 120 in sämtlichen Richtungen sowohl in Umfangsrichtung wie in Axialrichtung wie in Radialrichtung.

Der gerade beschriebene Käfig hat offensichtlich eine besonders robuste Konstruktion bei verminderter Anzahl von Teilen; kann sehr einfach mit großer Genauigkeit konstruiert werden.

Die Leiterausbildung 120 kann durch Lochstanzen aus einem Zuschnitt hergestellt werden und wird dann bequem derart gewickelt, daß die Vorsprünge 124 in Koinzidenz mit den Schlitzen 125 der Flansche 123 kommen. Der Zusammenbau kann in einem einzigen Vorgang erfolgen, was einerseits das Eindringen der Vorsprünge 124 in die Schlitze 125 mit Kontaktierung der Flächen 126 und 128 sicherstellt und andererseits mit einem Ein­ drücken insgesamt bei P für das Eindringen der Kontur 130 in die Räume E.

Nach der Ausführungsform der Fig. 9 bis 17 ist eine einzige Leiterausbildung 120 mit einer Zylinder­ wicklung von einer Winkelerstreckung von 360° vorge­ sehen; es können aber auch mehrere Leiterausbildungen vorgesehen sein, indem man sie in der Folge hinter­ einander derart anordnet, daß deren Zylinderwicklungen sich überlagern und in ihrer Gesamtheit eine Winkel­ erstreckung von 360° aufweisen.

Claims (8)

1. Käfig für einen Freilauf oder ein Wälzlager, bestehend aus zwei im Abstand angeordneten Ringflanschen, die mittels über den Umfang verteilten und jeweils mit Vor­ sprüngen in Öffnungen in den Ringflanschen eingesetzten und darin gehaltenen Distanzelementen miteinander verbun­ den sind, wobei jeder Vorsprung eine schwalbenschwanzför­ mige Hinterschneidung aufweist und seine Halterung durch eine Materialverformung am Ringflansch im Bereich einer Öffnung realisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (21; 125) in die Nähe der Innenkontur (130) oder der Außenkontur (131) des Ringflansches (10, 11; 123) ausgebildet ist, daß in der Öffnung (21; 125) neben dem einge­ setzten Vorsprung ein freier Raum (22) vorgesehen ist, und daß die Materialverformung (30, 31) aus einer Einpressung (P, P 1) der entsprechenden Ringkontur (130, 131) radial in Richtung auf die andere Ringkontur (131, 130) im Bereich des freien Raums (22) besteht.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorsprünge (18) der Distanzelemente (12) an ihrem radial nach außen gerichteten Seitenrand schwalbenschwanzförmig hinterschnitten sind (Fig. 5, 7).

3. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Öffnungen (125) der Flansche (123) eine Rechtecksgestalt aufweisen (Fig. 14, 15).

4. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, wobei die einen Vorsprung aufnehmende Öffnung sich im wesentlichen radial er­ streckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (21) zumindest wenigstens einen sich im wesent­ lichen tangential erstreckenden Schenkel aufweist, der das aus der Verformung des Flansches resultierende Material aufnimmt (Fig. 1, 3, 4, 8).

5. Käfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Öffnungen (21) von der allgemeinen Ge­ stalt eines T sind (Fig. 1, 3, 4, 8).

6. Käfig nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seit­ lichen Vorsprünge (124) in der Verlängerung von Sprossen (122) des in Form einer Leiter ausgebildeten Distanz­ elements vorgesehen sind (Fig. 12).

7. Käfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Vorsprung (124) in Trapezform vorge­ sehen ist, dessen große äußere Basis kleiner als die Öffnung (125) ist, derart, daß der Raum E belassen ist, wenn der Vorsprung in die Öffnung eingreift (Fig. 16, 17).

8. Käfig nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trapez eine zur außenliegenden großen Basis rechtwinkelig verlaufende gerade Seite aufweist, die sich in planem Kontakt gegen eine der Wandungen der schlitzförmigen Öffnung (125) preßt, und mit einer Schrägfläche, um dem das Material des Flansches auf­ nehmenden Raum eine Keilkonfiguration zu erteilen, wobei die Schrägfläche dem freien Raum E zugewandt ist, der das eingedrückte Material aufnimmt (Fig. 15, 16, 17).