DE102009039719A1

DE102009039719A1 - Käfig für ein Lager

Info

Publication number: DE102009039719A1
Application number: DE102009039719A
Authority: DE
Inventors: Martin STÜRZENBERGER; Bernhard Wilm
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-10
Also published as: BRPI1010394A8; BRPI1010394B1; SE1050903A1; SE535411C2; BRPI1010394A2

Abstract

Es werden ein Käfig (10) für ein Lager, insbesondere ein Kegelrollenlager, und ein solches Kegelrollenlager vorgestellt. Der Käfig (10) weist Seitenringe (12, 14) auf, die durch Stege (16) miteinander verbunden sind, so dass zwischen den Stegen (16) Taschen (18) zur Aufnahme der Wälzkörper gebildet sind, wobei an der Innenseite (20) wenigstens eines der Seitenringe (12, 14), im Bereich mindestens einer Tasche (18), eine kalottenförmige Ausnehmung (22) vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig für ein Lager, insbesondere für ein Kegelrollenlager, und ein solches Lager. Der Käfig umfasst dabei Seitenringe bzw. Seitenränder, die durch Stege miteinander verbunden sind, so dass zwischen den Stegen Taschen zur Aufnahme der Wälzkörper gebildet sind.
Hintergrund der Erfindung
Lager unterschiedlicher Art und insbesondere Kegelrollenlager werden u. a. im automotiven Bereich und im Industriebereich eingesetzt. Das Kegelrollenlager ist typischerweise aus zwei in einem gewissen Abstand zueinander befindlichen Seitenringen aufgebaut, die wiederum über eine Anzahl von Stegen miteinander verbunden sind. Diese Stege sind typischerweise über den gesamten Umfang der Seitenringe, üblicherweise äquidistant, angeordnet. Zwischen den Stegen bilden sich sogenannte Taschen bzw. Käfigtaschen, die jeweils zur Aufnahme eines Wälzkörpers vorgesehen sind. Im späteren Einsatz sind die Wälzkörper drehbar in den Taschen gehalten.
Bei bekannten Käfigen für Kegelrollenlager wird der Käfigseitenrand als Viereckquerschnitt ausgebildet.
Die Druckschrift DE 10 2004 031 027 A1 beschreibt einen Käfig für zylindrische Wälzkörper. Der beschriebene Käfig umfasst Seitenringe, die durch taschenbildende Stege miteinander verbunden sind. Die Taschen zeichnen sich dadurch aus, dass an ihren in axialer Richtung gegenüberliegenden Stirnseiten je eine beidseitig in Umfangsrichtung freigestellte Zunge angeordnet ist, die im radial abgewinkelten Zustand die Anlauffläche für die Wälzkörper bildet. Durch die Zungen wird ein stirnseitiges Herausgleiten der Wälzkörper aus den Taschen verhindert. Außerdem wird der Schmiermitteldurchfluss durch den Käfig verbessert.
Die Druckschrift DE 196 35 137 A1 zeigt ebenfalls einen Käfig für zylindrische Wälzkörper, der aus zwei Seitenringen besteht, die durch gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Stege miteinander verbunden sind. Die einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Taschen sind dabei über einen Teil ihrer Umfangslänge mit einer axialen Ausnehmung versehen.
Die Druckschrift DE 44 44 449 C2 zeigt einen Käfig für zylindrische Wälzkörper, dessen Seitenringe durch taschenbildende Stege miteinander verbunden sind, wobei die Stege so profiliert sind, dass sie die Wälzkörper mittels parallel zu deren Achsen verlaufenden Stegkanten einzeln beiderseits des Teilkreises halten und die Seitenringe radial nach innen gerichtete Ausbauchungen aufweisen, an denen die Wälzkörper mit ihren Stirnflächen anlaufen. Die Ausbauchungen sind nur bei einem Teil der axialen Länge der Seitenringe unmittelbar in Taschen angrenzenden Bereich erstreckend.
Bei der automatisierten Montage der Wälzkörper können Störungen auftreten, was zu einer Reduzierung der Fertigungsleistung führen kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für ein Lager, insbesondere für ein Kegelrollenlager, bereitzustellen, der eine einfache Montage der Wälzkörper und damit einen sicheren robusten Montageprozess ermöglicht. Weiterhin stellt sich die Aufgabe, ein Lager vorzustellen, das in einem sicheren und robusten Montageprozess herzustellen ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Käfig für ein Lager nach Anspruch 1 und ein Lager nach Anspruch 5 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den rückbezogenen Ansprüchen.
Der vorgestellte Käfig für Wälzkörper weist Seitenringen auf, die durch Stege miteinander verbunden sind, so dass zwischen den Stegen Taschen zur Aufnahme der Wälzkörper gebildet sind, wobei an der Innenseite wenigstens eines der Seitenringe im Bereich mindestens einer Tasche eine kalottenförmige Ausnehmung vorgesehen ist.
Die kalottenförmigen Ausnehmungen ermöglichen ein problemloses Einschwenken der Wälzkörper bei der Montage. Hierzu werden die Wälzkörper zunächst auf einer Seite, d. h. im Bereich des oberen oder unteren Seitenrings, eingesetzt und dann durch eine Schwenkbewegung in die Tasche eingesetzt, wobei die Kante des Wälzkörpers, die die Schwenkbewegung beschreibt, in die Tasche eingeführt wird. Dabei beschreibt die genannte Kante einen Verlauf, dem die kalottenförmige Ausnehmung angepasst ist.
In Ausgestaltung ist jeder Tasche wenigstens eines der Seitenringe jeweils eine kalottenförmige Ausnehmung vorgesehen ist. Auf diese Weise können alle Wälzkörper bei der Montage problemlos durch Schwenken eingesetzt werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei dem Käfig an der Innenseite eines der Seitenringe im Bereich mindestens einer Tasche eine kalottenförmige Ausnehmung vorgesehen ist und der andere der Seitenringe, der keine kalottenförmigen Ausnehmungen hat, im Bereich mindestens einer Tasche an seiner Oberseite einen Fortsatz aufweist.
In diesem Fall liegt bzw. liegen die kalottenförmige(n) Ausnehmung(en) dem bzw. den Fortsatz bzw. Fortsätzen in der bzw. den Taschen gegenüber. Beim Einsetzen der Wälzkörper werden diese jeweils auf einem Fortsatz aufgelegt und dann um diesen Auflagepunkt herum eingeschwenkt.
In einer möglichen Ausgestaltung ist der Käfig aus Kunststoff oder anderen Materialien gefertigt.
Üblicherweise sind die Stege gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet. In diesem Fall sind die Tasche gleich groß, so dass gleiche Wälzkörper, d. h. Wälzkörper mit gleichen Abmessungen, verwendet werden können.
Es wird weiterhin ein Lager mit einem Käfig der vorstehend beschriebenen Art beschrieben, wobei in die Taschen des Käfigs Wälzkörper eingesetzt sind.
Das Lager kann als Kegelrollenlager ausgebildet sein. In diesem Fall dienen als Wälzkörper Kegelrollen.
Das vorgestellte Lager kann für einen automotiven Einsatz oder für einen Einsatz im Industriebereich ausgebildet sein. Grundsätzlich kann das beschriebene Lager in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz kommen.
Bei der Montage von Kegelrollensätzen in Käfige, insbesondere Kunststoffkäfige, werden die Rollen von oben zugeführt und gelangen mit dem kleinen Durchmesser zuerst in die Käfigtaschen, Ein einfaches Aufrichten, nämlich ein Einschwenken des großen Durchmessers, ist bei Käfigen des Stands der Technik in der Regel nicht möglich, da die Taschenlänge in Hinblick auf ein geringes Axialspiel klein ist. Mit kalottenförmigen Ausnehmungen können die Kegelrollen problemlos eingeschwenkt und damit auch in der High-Speed Montage einfacher montiert werden.
Die beschriebenen Ausnehmungen an der Innenseite des Seitenrings dienen als Montagehilfe, die im späteren Einsatz üblicherweise keinen Kontakt zu den aufgenommenen Wälzkörpern haben.
Die Wälzkörper, wie bspw. Kegelrollenhaben, haben funktionsbedingt in den Taschen nur ein geringes Axialspiel, das typischerweise kein diagonales Einschwenken der Wälzkörper erlaubt. Das bedeutet, dass beim Bestücken bzw. Füllen des Käfigs die Wälzkörper exakt parallel zu der späteren Betriebsposition zugeführt werden. Mit der Ausnehmung können die Wälzkörper unter Ausnutzung der Elastizität des Käfigs auch bei hoher Montagegeschwindigkeit mit dem kleinen Durchmesser eingeführt und dann einfach eingeschwenkt werden. Die kalottenförmige Ausnehmung hat somit die Aufgabe, beim Einschwenken des Wälzkörpers einen ausreichenden Freiraum zu geben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt dabei
1 einen Ausschnitt einer Ausführung des erfindungsgemäßen Käfigs in perspektivischer Darstellung,
2 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Käfigs in Draufsicht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Käfigs dargestellt, der insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Dieser Käfig 10 weist einen oberen Seitenring 12 und einen unteren Seitenring 14 auf, die in einem gewissen Abstand im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Zwischen den beiden Seitenringen 12, 14 verlaufen, im wesentlichen senkrecht zu den Seitenringen 12, 14 ausgerichtet, Stege 16, die im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Stege 16 sind wie die Seitenringe 12, 14 in der gezeigten Ausführung aus Kunststoff gefertigt. In den Zwischenräumen zwischen den Stegen 16 sind auf diese Weise Taschen 18 gebildet, die zur Aufnahme von Wälzkörpern (nicht dargestellt), in diesem Fall zur Aufnahme von Kegelrollen, vorgesehen sind.
Im Bereich der Taschen 18 ist in einer Innenseite 20 des oberen Seitenrings 12 jeweils eine kalottenförmige Ausnehmung 22 vorgesehen, die jeweils die Montage des für die betreffende Tasche 18 vorgesehenen Wälzkörpers vereinfachen. Diese kalottenförmigen Ausnehmungen 22 sind als abgeflachte Kugelschnitte definiert, deren konkrete Ausgestaltung durch Radius und Öffnungswinkel festgelegt ist. Bei dem gezeigten Käfig 10 sind die vorgesehenen kalottenförmigen Ausnehmungen 22 den aufzunehmenden Wälzkörpern angepasst, so dass eine Montage dieser Wälzkörper durch Einschwenken ermöglicht ist.
Weiterhin ist im Bereich oberhalb jeder Tasche 18 an dem oberen Seitenring 12 ein Haken 24 angeformt.
Der untere Seitenring 14 weist an seiner Oberseite 50 im Bereich jeder Tasche 18 eine w-förmige bzw. wellenförmige Kontur auf, so dass etwa in der Mitte jeder Tasche 18 an der Oberseite 50 des unteren Seitenrings 14 ein Fortsatz 52 gebildet ist. Dieser definiert einen Auflagepunkt für die Wälzkörper beim Einschwenken.
In 2 ist ein Ausschnitt einer weiteren Ausführung des beschriebenen Käfigs wiedergegeben, der hier mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt in Draufsicht einen Seitenring 32, an dessen Innenseite 34 nach innen gerichtet eine kalottenförmige Ausnehmung 36 vorgesehen ist. Oberhalb dieser kalottenförmnigen Ausnehmung 36 ist ein Haken 38 angeformt. Zu beachten ist, dass die kalottenförmige Ausnehmung 36 im Bereich einer Tasche 40, im wesentlichen mittig in dieser Tasche 40 angeordnet ist.
An der Außenseite 42 des Seitenrings 32 sind zwei weitere Vertiefungen 44 vorgesehen.
Durch die dargestellte kalottenförmige Ausnehmung 36 an der Innenseite des Seitenrings 32 ist ein Einsetzen eines für die Tasche 40 vorgesehenen Wälzkörpers erleichtert bzw. erst ermöglicht. Nach der Montage ist der Wälzkörper sicher in der Tasche 40 gehalten, ohne dass dieser an der kalottenförmigen Ausnehmung 36 anliegt.
Bezugszeichenliste

10: Käfig
12: oberer Seitenring
14: unterer Seitenring
16: Steg
18: Tasche
20: Innenseite
22: kalottenförmige Ausnehmung
24: Haken
30: Käfig
32: Seitenring
34: Innenseite
36: kalottenförmige Ausnehmung
38: Haken
40: Tasche
42: Außenseite
44: Vertiefung
50: Oberseite
52: Fortsatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004031027 A1 [0004]
DE 19635137 A1 [0005]
DE 4444449 C2 [0006]

Claims

Käfig für Wälzkörper, mit Seitenringen (12, 14, 32), die durch Stege (16) miteinander verbunden sind, so dass zwischen den Stegen (16) Taschen (18, 40) zur Aufnahme der Wälzkörper gebildet sind, wobei an der Innenseite (20, 34) wenigstens eines der Seitenringe (12, 14, 32) im Bereich mindestens einer Tasche (18, 40) eine kalottenförmige Ausnehmung (22, 36) vorgesehen ist.
Käfig nach Anspruch 1, bei dem im Bereich jeder Tasche (18, 40) wenigstens eines der Seitenringe (12, 14, 32) jeweils eine kalottenförmige Ausnehmung (22, 36) vorgesehen ist.
Käfig nach Anspruch 1 oder 2, bei dem an der Innenseite (20, 34) eines der Seitenringe (12, 14, 32) im Bereich mindestens einer Tasche (18, 40) eine kalottenförmige Ausnehmung (22, 36) vorgesehen ist, wobei der andere der Seitenringe (12, 14, 32) im Bereich mindestens einer Tasche (18, 40) an seiner Oberseite (50) einen Fortsatz (52) aufweist.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der aus Kunststoff gefertigt ist.
Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Stege (16) gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet sind.
Lager mit einem Käfig (10, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und mit in Taschen (18, 40) des Käfigs (10, 30) eingesetzten Wälzkörpern.
Lager nach Anspruch 6, bei dem die Wälzkörper als Kegelrollen ausgebildet sind.
Lager nach einem der Anspruch 6 oder 7, das für einen automotiven Einsatz ausgebildet ist.
Lager nach Anspruch 6 oder 7, das für einen Einsatz im Industriebereich ausgebildet ist.