DE2444340A1 - Waelzlagerkaefig - Google Patents

Waelzlagerkaefig

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DE2444340A1 DE19742444340 DE2444340A DE2444340A1 DE 2444340 A1 DE2444340 A1 DE 2444340A1 DE 19742444340 DE19742444340 DE 19742444340 DE 2444340 A DE2444340 A DE 2444340A DE 2444340 A1 DE2444340 A1 DE 2444340A1
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Description

SKP KUGEIIAGEEPAHEIIKEN GMEH Schweinflirt, 13.9.1974
TP/Ol/Ho
Wälzlagerkäfig
Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein aus einem Innen- und einem Außenring, welche verhältnismäßig hohen Biegebeanspruchungen ausgesetzt werden können, und in zwei Reihen zwischen den Lagerringen angeordneten und den Käfig zentrierenden Wälzkörpern» bestehendes Wälzlager, wobei der Käfig die Wälzkörper im Abstand hält und nur von einer Seite axial zwischen die Lagerringe eingesetzt werden kann.
Ein derartiger Wälzlagerkäfig ist in der DOS 2 142 58O beschrieben. Es handelt sich um einen sogenannten "Schnappkäfig", der mit einem ringförmigen Seitenteil versehen ist, der axial und parallel zueinander verlaufende Stege aufweist, die zwischen die Wälzkörper greifen und diese voneinander trennen.
Dieser bekannte Käfig, der insbesondere für Lager verwendet wird, bei denen die Lagerringe einstückig mit Befestigungsflanschen ausgeführt sind, ist verhältnismäßig starr. Es wurde festgestellt, daß solche Käfige, wenn sie in Lagern eingebaut werden, die als Radlager in Kraftfahrzeugen verwendet werden, starken Beanspruchungen ausgesetzt sind, die schnell zu einer Zerstörung des Käfigs führen können.
Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Käfig der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der gegenüber der bisher bekannten Ausführung elastisch nachgiebiger ist und ein günstigeres Verhalten im Betriebszustand zeigt, das heißt selbst extremen Beanspruchungen standhält.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Käfig so ausgebildet ist, daß Relativbewegungen zwischen den einzelnen Wälzkörperreihen und/oder zwischen den Wälzkörpern in den einzelnen Reihen ermöglicht werden.
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Es hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen Ausbildung des Käfigs ein Drehen beider Wälzkörperreihen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten in den einzelnen Reihen möglich ist, ohne daß der Käfig übermäßig beansprucht wird.
Diese "Bewegungsfreiheit" kann auf verschiedene Welse erzielt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zwischen den Wälzkörpern der einen Reihe und den Stegen ein größerer Zwischenraum vorgesehen als zwischen den Wälzkörpern der anderen Reihe und den Käfigetegen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, daß sich die Wälzkörper der Reihe, die ein größeres Käfigführungsspiel aufweisen, relativ zu den Wälzkörpern der anderen Reihe bewegen können, so daß in gewissen Grenzen ein Auegleich der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten stattfinden kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Käfig aus einzelnen Elementen, die paarweise die Wälzkörper der beiden Reihen aufnehmen, wobei die einzelnen Käfigelemente um Punkte geschwenkt werden können, die sowohl innerhalb wie auch außerhalb des Käfigelementes liegen können. Schwenkpunkte können sowohl die Wälzkörper als auch die Verbindungselemente zwischen den einzelnen KSfigelementen bilden. Durch diese Anordnung wird eine elastische Anpassung des Käfigs an die unterschiedlichen Beanspruchungen gestattet, wobei diese KäfigausfUhrung gewisse Veränderungen im gegenseitigen Abstand zwischen den Wälzkörpern zuläßt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Käfig aus zwei separaten ringförmigen Käfigteilen, von denen jeder Käfigteil durch eine Reihe der Wälzkörper zentriert wird und wobei mindestens einer der ringförmigen Käfigteile geschlitzt ist und "spiralförmig" zwischen die Wälzkörper eingeführt werden kann. Eine derartige Anordnung gestattet auf vorteilhafte Weise die Anwendung von zwei Käfigteilen mit einem äußerst einfachen Aufbau, wobei es möglich ist, die Abstandshalterung der Wälzkörper der Reihe, die sich am weitesten von der Seite befindet, von der das Einführen der Wälzkörper erfolgt, und die üblicherweise die meisten Schwierigkeiten verursacht, auf einfache Weise zu verwirklichen.
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Zu diesem Zweck kann der geschlitzte ringförmige Käfigteil spiralförmig zwischen die Wälzkörper eingeführt werden; dabei wird zuerst ein Endabschnitt des Käfigteils in axialer Richtung zwischen den Wälzkörpern der einen Reihe hindurch und anschließend in ttofangsrichtung zwischen den beiden Wälzkörperreihen eingeführt. Durch diese Anordnung werden die Wälzkörper im erforder-% liehen Abstand voneinander gehalten. Dadurch erübrigt eich "das sonst Übliche , · Verfahren, bei dem zuerst die Wälzkörper der einzelnen Röihen in die erforderlichen Abstände gebracht und dann anschließend der Sohnappkäfig eingesetzt wird. - " -
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen: . '.
Figur 1 ein Lager mit dem erfindungsgemäßen Käf*ig im Querschnitt;
t t ■*■ -
Figur 2, ~ü> und 4 Draufsichten auf verschiedene AjtetUhrtingBformen des erfindungsgemäßen KKflgjs; ' ; \ ! - * ;
it
Figur 5 einen Teilquerschnitt des in Figur 1 dargestellten. Lagers Jedoch mit einem zweiteiligen Käfig und -
Figur 6 eine Draufsicht auf den KSfIg dee Lagere nach figur 5. ·
■ · ■
Wie in Figur 1 gezeigt, besteht das Lager 1 aus einem Innenring 2 und einem Außenring J5, die beide einstückig mit Flanschen 4 und 5 versehen sind, an welchen z.B. die Nabe eines Rades oder der Bremsmechanismus eines Fahrzeuges befestigt werden kann. Das Lager 1 weist ferner zwei Reihen (I, II) von Wälzkörpern, im vorliegenden Fall Kugeln 6 bzw. 7 auf, die auf bzw. in den Laufbahnen 8 und 8a bzw. 9 und 9A des Innenringes 2 bzw. Außenringes 3 angeordnet sind, wobei die Wälzkörper in Unfangsrichtung durch den KKfIg 10 voneinander im Abstand gehalten werden.
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ORJGiNAL INSPECTED
SKP KUGELLAGERPABRIKEN GMBH Blatt -Jt-
Es sei darauf hingewiesen, daß das Einfüllen der Wälzkörper 6 und 7 bei dieser Lagerart in der Weise erfolgt, daß einer der Lagerringe exzentrisch zum anderen verschoben wird, wobei ein sichelförmiger Spalt entsteht, der das Einführen einer bestimmten Anzahl von Wälzkörpern zwischen Innen- und Außenring erlaubt. Danach werden die Lagerringe zentriert und die Kugeln zwischen den Laufbahnen verteilt und durch den eingeführten Käfig 10 in Abstand zueinander gehalten.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel (siehe Figuren 2 bis 4) sind die Kugeln 6 und 7 paarweise durch die Stege 11 des Käfigs 10 voneinander getrennt. Der Käfig ist zweckmäßigerweise als Schnappkäfig ausgebildet, wobei beim Einsetzen des Käfigs die Vorsprünge 12 über die Wälzkörper hinwegfedern.
Es ist offensichtlich, daß ein Lager gemäß Figur 1 im Betriebszustand stark veränderlichen Belastungen und Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist, die oft anderen Ursprungs sind als jene, die auf die bekannten Wälzlager wirken, und die die Gefahr mit sich bringen, daß die Wälzkörper in einer der beiden Reihen sich mit größerer Geschwindigkeit drehen als die der anderen Reihe.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Käfig, der beispielsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Der Käfig 10 besitzt einen ringförmigen Seitenteil 135, mit axial vorstehenden Fingern oder Stegen 11, die Vorsprünge aufweisen. Die Vorsprünge 12 schmiegen sich um die Kugeln der Reihe II, die den ringförmigen Seitenteil 12> des Käfigs 10 berühren. Zwischen den Kugeln 6 der Reihe I und den Stegen 11 ist ein Zwischenraum 14 vorgesehen, so daß die Kugeln 6 mit einer anderen Umfangsgeschwindigkeit abrollen können als die Kugeln 7 und somit eine gewisse Änderung im Abstand gegenüber den Kugeln der Reihe II zugelassen werden kann, ohne daß der Käfig 10 unter der Wirkung der infolge der Geschwindigkeitsunterschiede entstehenden Reibungs- oder anderen Kräfte aus dem Lager herausgedrückt oder zerstört wird.
Figur 3 zeigt einen Käfig, bei dem die Kugeln 6 der Reihe I durch die Vorsprünge 12 gehalten sind, während die Kugeln 7 der Reihe II durch den zwischen den
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Stegen 11 vorgesehenen Zwischenraum 15 frei beweglich sind. Dadurch können die Kugeln 7 innerhalb eines bestimmten Weges in den Laufbahnen bewegt werden, wodurch dieselbe Wirkung erzielt wird wie mit dem Käfig nach Figur 2.
Die Käfige nach den Figuren 2 und J5 weisen eine verhältnismäßig einfache Struktur auf.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Lagerkäfig, der ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein kann. Der Käfig besteht aus einzelnen Elementen l6, deren Stegteile 17 und l8 in unbelastetem Zustand parallel zueinander liegen und einstückig über einen Verbindungsabschnitt 19 miteinander verbunden sind, der die Wälzkörper 7 umfaßt. Die Stegteile 17 und 18 laufen in der Nähe der Kugelreihe I in den VorsprUngen 12 aus.
Bei diesem Käfig sind die Wälzkörper 7 der Reihe II durch den Verbindungsabschnitt 19 und die etwa dreieckförmigen -Vorsprünge 20 und 21 im Mittelabschnitt der Stegteile 17 und l8 gehalten. Die Wälzkörper 6 der Reihe I sind durch die Stegteile 17 und 18 und die Vorsprünge 12 gehalten. Die Vorsprünge 20 und 21 sind so weit zurückgesetzt, daß bei demontiertem Lager die Wälzkörper 6 in axialer Richtung über einen gewissen Weg frei verschiebbar sind. Infolge dieser Anordnung kann das Käfigelement l6, im belasteten Zustand um einen Wälzkörper herumgeschwenkt werden und sich elastisch an die sich verändernden Belastungen anpassen, denen die Wälzkörper 6 und 7 ausgesetzt shd. Die Wälzkörper sind dann in der Lage, die Spielraumtoleranzen innerhalb gewisser Grenzen zu kompensieren. Diese Wirkung kann verstärkt werden durch die Verbindungsabschnitte 22, die sich in der Nähe der Vorsprünge 12 befinden und die die einzelnen Käfigelemente 16 miteinander verbinden. Diese Verbindungselemente 22 können als Gelenkpunkte dienen und das Verschwenken der Käfigelemente 16 zueinander erlauben. Außerdem ist das "biegsame" Anpassen des Käfigs unter jeder beliebigen Belastung gesichert, weil das.Käfigelement 16 selbst zusammendrückbar ist. Um das Einschnappen der Wälzkörper 6, 7 in die Käfigelemente l6 zu verbessern, ist der Verbindungsabschnitt 19 mit Druck- oder Passflächen 23, 24 versehen, an denen ein Montagewerkzeug angesetzt werden kann, um den Käfig in das Lager einzudrücken.
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Eine Ausführungsform, bei der der Verbindungsabschnitt 19 des Käfigelementes zusammen mit den dreieckigen Vorsprüngen 20, 21, die einen Teil des Verbindungselementes 19 bilden, die Hälfte oder dreiviertel des Umfangs der Wälzkörper umfaßt, bietet den Vorteil einer einwandfrei arbeitenden Käfigausführung.
Figur 5 zeigt ein Lager mit einem Käfig, der aus zwei separaten ringförmigen Käfigteilen 25 und 26 besteht, von denen jeder eine Reihe der Wälzkörper 7 bzw. 6 im Abstand hält. Bei dieser Ausführungsform bildet der Käfigteil 26 einen Ring, der mit den Stegen 27 versehen ist, die Schnappvorsprünge 28 aufweisen. Erfindungsgemäß ist der ringförmige Käfigteil 26 geschlitzt, wobei die Trenrikanten 29A und 29B nach dem Einbau des Käfigs miteinander verbunden werden können. Im Gegensatz zum Käfigteil 26 ist der Käfigteil 25 ungeschützt ausgeführt.
Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispieles liegt darin, daß Käfigteile verwendet werden können, die durch ein sehr einfaches Verfahren hergestellt sind. Außerdem läßt ein solcher Käfig zu, daß die Wälzkörper der einzelnen Reihen im eingebauten Zustand ohne Beanspruchung des Käfigs gegeneinander verschoben werden können.
Figur 6 zeigt in etwas vergrößertem Maßstab die Einführung des Käfigteils 26 in das Lager.1. Zu diesem Zweck ist der Käfigteil 26 geschlitzt und wird mit dem Vorderabschnitt 29 in axialer Richtung zwischen die Wälzkörper 7 hindurch und dann in Umfangsrichtung zwischen dei Wälzkörperreihen I und II eingeführt. Auf diese Weise wird der Käfigteil 26 "spiralförmig" zwischen die Lagerringe 2 und 3 und die Kugelreihen I und II eingeführt. Die Trennkanten 29A und 29B können nach dem Einführen z.B. mittels einer Schnappverbindung miteinander verbunden werden. Der Käfigteil 26 kann selbstverständlich auch aus zwei oder mehr Segmenten bestehen, so daß das spiralförmige Einführen zwischen die Wälzkörper in einfacher und leichter Weise erfolgen kann.
Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung kann der geschlitzte Käfigteil mit einem biegsamen Abschnitt versehen werden, der beim Einsetzen des Käfigs als eine Art Gelenkpunkt dient. Eine derartige Ausführung kann insbesondere bei verhältnismäßig großen Lagerkäfigen vorteilhaft sein.
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Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele liegt darin, daß der Käfig unter beliebigen Betriebsumständen sich selbständig an die Lageänderungen der Wälzkörper, insbesondere in Drehrichtung, anpassen kann, während er durch die Wälzkörper stets zentriert ist und andererseits eine dauerhafte Abstandshalterung der Wälzkörper sicherstellt.
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Claims (18)

  1. SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 13.9.1974
    Patentanspruch e
    (l./Käfig für aus einem Innen- und einem Außenring, die hohen Biegebeanspruchungen ausgesetzt werden können, und in zwei Reihen zwischen den Lagerringen angeordneten und den Käfig zentrierenden Wälzkörpern, bestehendes Wälzlager, wobei der Käfig die Wälzkörper im Abstand hält und nur von einer Seite axial zwischen die Lagerringe eingesetzt wird, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Käfigs (10), daß Relativbewegungen zwischen den einzelnen Wälzkörperreihen (I, II) und/oder zwischen den Wälzkörpern (6, 7). in den einzelnen Reihen (I, II) ermöglicht werden.
  2. 2. Käfig nach Anspruch 1, der ein ringförmiges Seitenteil aufweist, vondem axial und parallel zueinander verlaufende Stege ausgehen, zwischen denen die Wälzkörper angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nähe des ringförmigen Seitenteiles (12) angeordneten Wälzkörper (7) durch Vorsprünge (12) von der anderen Wälzkörperreihe (I) getrennt sind.
  3. 3. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wälzkörpern (6 bzw. 7) der einen Reihe und den Stegen 11 ein größerer Zwischenraum vorgesehen ist als zwischen den Wälzkörpern (7 bzw. 6) der anderen Reihe.
  4. 4. Käfig nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wälzkörpern (6), die am weitesten vom ringförmigen Seitenteil (13) entfernt sind, und den Stegen (ll) ein Zwischenraum (l4) vorgesehen ist, in dem ein Wälzkörper (6) in Umfangs- und/oder Querrichtung über einen gewissen Weg frei bewegbar ist.
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  5. 5· Käfig nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den an dem ringförmigen Seitenteil (13) anliegenden Wälzkörpern (7) und den Stegen (11) ein Zwischenraum (15) vorgesehen ist, in dem ein Wälzkörper in Umfangs- und/oder Querrichtung über einen gewissen Weg frei bewegbar ist, und daß die vom Seitenteil (15) am weitesten entfernten Wälzkörper (6) durch die VorsprUnge (12) in Abstand voneinander gehalten werden.
  6. 6. Käfig nach Anspruch 1, bestehend aus einzelnen Käfigelementen, die die Wälzkörper der beiden Reihen paarweise aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stegteile (VJ, 18) jedes Käfigelementes (16) um Punkte (6, 7, 22) schwenkbar sind, die sowohl innerhalb als auch außerhalb des Käfigelementes (l6) liegen.
  7. 7. Käfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wälzkörper (6, 7) einen Schwenkpunkt für das Käfigelement (16) bildet.
  8. 8. Käfig nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Käfigelement (l6) um ein Verbindungselement (22) schwenkbar ist, das im Bereich der offenen Enden der Käfigtaschen angeordnet ist.
  9. 9. Käfig nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigelemente (l6) elastisch zusammendrückbar sind.
  10. 10. Käfig nach einem der Ansprüche 6 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich der Taschenwände der Stegteile (17, l8) vorzugsweise dreieckige Vorsprünge (20, 21) vorgesehen sind, die die Wälzkörper (6) dar einen Reihe (I) von den Wälzkörpern der anderen Reihe (II) trennen.
  11. 11. Käfig nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Käfigelement (l6) einen gekrümmten Verbindungsabschnitt (19) aufweist, der in zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Stegteile (17, l8) übergeht, welche im Bereich ihrer Enden VorsprUnge (12) aufweisen.
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  12. 12. Käfig nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des gekrümmten Verbindungsabschnittes (19) kleiner ist als die Länge der parallel zueinander angeordneten Stegteile (17, l8) und daß der Wälzkörper (6) im demontierten Zustand entlang einer geradlinigen Bahn frei bewegbar ist.
  13. 1J>. Käfig nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigelemente (16) in der Nähe der Vorsprünge (12) mittels eines im wesentlichen geradlinigen Verbindungselementes (22) miteinander verbunden sind, und daß der Verbindungsabschnitt (19)> der den Wälzkörper (7) umfaßt, mit Druck- oder Passflächen (23, 24) von geradliniger oder winklig abgeschrägter Form versehen ist.
  14. l4. Käfig nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei separate, ringförmige Käfigteile (25, 26) von denen jeder eine Reihe (I, II) von Wälzkörpern (6, 7) in Abstand voneinander hält, wobei mindestens einer der ringförmigen Käfigteile (26) geschlitzt ist.
  15. 15· Käfig nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte ringförmige Käfigteil (26) spiralförmig zwischen die Wälzkörper (6) eingeführt ist und diese Wälzkörper in Abstand voneinander hält.
  16. 16. Käfig nach Anspruch 14 oder 15* dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte ringförmige Käfigteil (26) biegsame Abschnitte aufweist, die als Gelenkpunkte dienen.
  17. 17. Käfig nach einem der Ansprüche 14 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ringförmige Käfigteil (25, 26) aus mehreren Segmenten besteht.
  18. 18. Käfig nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfugen (29A, 29B) des Käfigteiles (26) mittels Schnappverbindungen (j5O) miteinander verbunden werden.
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    SKF KUGELLAGERFAERIKEN GMEH Blatt - ¥ -
    19· Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff Kunststoff, vorzugsweise glasfaserverstärkter Kunststoff verwendet wird.
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DE2444340A 1973-09-19 1974-09-17 Käfig für ein zweireihiges Wälzlager, insbesondere zweireihiges Kugellager als Radlager in Kraftfahrzeugen Expired DE2444340C2 (de)

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