DE3247948C2

DE3247948C2 - Käfig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager

Info

Publication number: DE3247948C2
Application number: DE3247948A
Authority: DE
Inventors: Roland 8721 Geldersheim Bonengel; Manfred 8781 Eußenheim Brandenstein; Herbert 8722 Bergrheinfeld Dobhan; Ludwig 8731 Premich Edelmann; Horst M. 8735 Oerlenbach Ernst; Helmuth 8720 Schweinfurt Kregler; Anton 8731 Sulzthal Marx; Elmar Mause; Günter Neder; Armin 8720 Schweinfurt Olschewski; Rainer 8722 Schwanfeld Schürger; Robert 8720 Schweinfurt Stolz
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1985-10-17
Also published as: GB2132287A; US4560291A; DE3247948A1; FR2538474A1; JPS59197616A; IT8349557A0; JPH0155808B2; FR2538474B1; IT8336364V0; GB8334205D0; GB2132287B; IT1214394B

Abstract

Ein Käfig für Kugellager besteht aus zwei Seitenringen (1, 2), die durch Stege miteinander verbunden sind und dessen Kugeltaschen in Achsrichtung gegeneinander versetzte, oberhalb und unterhalb des Teilkreises liegende Abschnitte mit gekrümmten Teilflächen aufweisen. Damit die Reibung zwischen den Wandungen der Käfigtaschen und den Kugeln sehr klein ist und Freiräume zur Aufnahme von Schmiermittel vorhanden sind, weist die Taschenwandung des im Bereich des einen und/oder anderen Seitenrings (1 und/oder 2) liegenden Käfigabschnitts (5 und/oder 6) mehrere, radial übereinanderliegende Zonen mit kegeligen Flächen (13, 14) auf, die jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel zur Lagerachse geneigt angeordnet sind.

Description

Erfindung beginnen die Stegteile der unteren Käfigab-

.';■! schnitte im Bereich der Käfigmitte und erstrecken sich

^; 55 erst außen über die gesamte Höhe des Käfigseitenringes. Käfige mit derartig ausgeführten Käfigtaschen wei-

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig für sen eine sehr kleine Reibung auf.

Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager, der aus Schließlich ist es vorteilhaft, die Stege in der Käfigzwei Seitenringen besteht, die durch Stege miteinander bohrung in axialer Richtung konkav auszubilden und/ verbunden sind und dessen Kugeltaschen in Achsrich- 60 oder die Seitenringe, ausgehend von den äußeren Stirntung gegeneinander versetzte, oberhalb und unterhalb flächen, mit Aussparungen zu versehen, so daß die des Teilkreises liegende Abschnitte mit gekrümmten Wandstärke der Seitenringe etwa gleich dick ausgebil-Teilflächen aufweisen, wobei die Taschenwandung des det ist und annähernd die gleiche Dicke wie die Käfigim Bereich des einen Seitenringes angeordneten Käfig- Stege aufweist. Hierdurch wird ein biegeelastischer Käabschnitte radial übereinanderliegende Zonen mit Flä- 65 fig geschaffen, der besonders für momentbelastete Lachen besitzt, die jeweils unter einem unterschiedlichen ger geeignet ist. Ferner besitzt der Käfig ein geringes f Winkel zur Lagerachse geneigt angeordnet sind und die Gewicht und benötigt aufgrund seiner geringen Masse untere Zone als kegelige Fläche ausgebildet ist. nur eine kurze Haltezeit in der Gieß- oder Spritzform.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Käfig aus Kunststoff für ein Schrägkugellager, wobei in der oberen Hälfte ein Schnitt durch eine Käfigtasche und in der unteren Hälfte ein Schnitt durch einen Käfigsteg dargestellt ist,

Fig.2 eine vergrößerte Darstellung einer Käfigtasche im Scheit,

F i g. 3 einen Teil einer Draufsicht auf den in der F i g. 1 abgebildeten Käfig,

F i g. 4 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Käfigs.

Der in einem Gieß- oder Spritzwerkzeug mit axial entformbaren Schiebern (nicht gezeichnet) hergestellte Kunststoffkäfig für Schrägkugellager gemäß den F i g. 1 bis 3 besteht aus zwei Seitenringen 1,2, die durch Stege 3 miteinander verbunden sind Die Seitenringe 1,2 weisen, ausgehend von den Stirnflächen, Aussparungen 4 auf, so daß ein biegeelastischer Käfig entsteht, der 2. B. aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt ist Dieser Käfig ist besonders für momentbeiostete Lager geeignet, da er wegen der kleinen, gleichmäßigen Wanddicke der Seitenringe I₁2, die etwa der Dicke der Stege 3 entspricht, dehnbar ist und unterschiedliche Kugelbewegungen innerhalb des Käfigs durch Verformung der dünnen Wandungen aufnehmen kann. Durch die Verwendung eines Gieß- oder Spritzwerkzeuges mit axial entformbaren Schiebern wird die KäHgtasche in einen äußeren, oberhalb des Teilkreises liegenden Käfigabschnitt 5 und einen inneren, unterhalb des Teilkreises liegenden Käfigabschnitt 6 unterteil Die Taschenwandung 7 des Käfigabschnitts 5 ist so gekrümmt, daß der Radius R der Taschenwandung 7 wesentlich größer ist als der Radius R 1 der Kugel. Zur Erzielung der erforderlichen radialen Taschenluft ist der Mittelpunkt Mw der Taschenwandung 7 zum Mittelpunkt Mk der Kugel 8 in axialer Richtung zum anderen Seitenring 1 und in radialer Richtung nach innen zur Käfigachse versetzt angeordnet Die oberen und die unteren Käfigwandabschnitte 5, 6 sind durch jeweils eine Kante 9 voneinander getrennt, die beim Gießen oder Spritzen des Käfigs durch die Trennfuge der Axialschieber (nicht gezeichnet) entsteht Die oberhalb der Kante 9 ange- « ordneten Stegwandungen 10 einer Käfigtasche sind in Achsrichtung zylindrisch ausgefühlt und verlaufen annähernd parallel zueinander, wobei der Abstand voneinander geringfügig größer ist als der Kugeldurchmesser. Durch diese Ausbildung des äußeren Taschenabschnitts berührt die Kugel 8 die Taschenwandung 7 in einem Punkt 11, der dort liegt wo die Kugel 8 die geringste Umfangsgeschwindigkeit aufweist so daß der Käfigverschleiß gering gehalten wird. Die Taschenwandung des unteren Käfigabschnitts 6 weist eine Zone mit einer zylindrischen Fläche 12 und zwei Zonen mit kegeligen Flächen 13,14 auf, die jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel zur Lagerachse geneigt sind. Die zylindrische Fläche 12 der oberen Zone verläuft unter einem größeren Winkel zur Lagerachse als die kegelige Fläche 13 der mittleren Zone und die kegelige Fläche 13 unter einem größeren Winkel zur Lagerachse als die kegelige Fläche 14, wobei die kegeligen Flächen 13 und 14 als prismenförmige Anlagefläche für die Kugeln 8 ausgebildet sind und einen stumpfen Winkel einschließen. Der lichte Abstand zwischen der zylindrischen Fläche 12 und der Oberkante der Taschenwandung 7 ist in axialer Richtung im mittleren Bereich der Käfigtasche kleiner als der Kugeldurchmesser. Hierdurch wird erreicht, daß die Kugeln 8 unter elastischer Verformung der Taschenwände in die Käfigtaschen eingedrückt werden müssen und so bei ausgebautem Käfig gegen ein Herausfallen radial nach außen gesichert sind. Die kegelige Fläche 13 der mittleren Zone erstreckt sich über den Seitenring 1 und die Stege 3, so daß zwischen den Kugeltaschen in Umfangsrichtung ein gleich breiter Steg entsteht Die kegelige Fläche 14 der unteren Zone übernimmt die radiale Führung des Käfigs. Die Kugeln 8 laufen bei dieser erfindungsgemäßen Taschenausführung nicht wie bei den herkömmlichen kugeligen Käfigtaschen an einer Kante, sondern an den beiden Flächen 13, 14 an, die unterhalb des Teilkrefces liegen. Durch die Anordnung der Fläche 14 kann die radiale Taschenluft genau bestimmt werden, und es wird weitgehend eine Vergrößerung der Radialluft durch Verschleiß verhindert Durch diese Ausbildung der Käfigtaschen wird ferner erreicht daß das Schmiermittel nicht von den Kugeloberflächen abgestreift wird. Weiterhin entstehen, z. B. zwischen den Kugeln 8 und den Tischenwänden 7, 10 des Käfigs, Freiräume, die als Sciirtiirrrniiieireservöir dienen. Durch die Prismenführung der Kugeln 8 im Käfigabschnitt 6 und die Punktführung der Kugeln 8 im äußeren Käfigabschnitt 5 entstehen nur sehr kleine Reibanteile, so daß der Verschleiß zwischen dem Käfig und den Kugeln 8 sehr gering ist Die Stege des unteren Käfigabschnitts 6 beginnen im Bereich der Käfigmitte und erstrecken sich erst außen über die gesamte Höhe des Käfigseitenringes 1, so daß die Kugeln 8 nicht an Flächen anlaufen, die durch Materialanhäufung eine Spannungskonzentration bewirken und so anfällig für Rißbildung sind.

Der in der F i g. 4 gezeigte Käfig weist im wesentlichen die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Käfigtaschen auf. Die Stege sind bei dieser Ausführung in der Käfigbohrung !9 konvex gekrümmt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Ein derartiger Käfig ist beispielsweise durch die GB- Patentansprüche: PS 11 86 856 bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Käfig ist lediglich auf jeder Taschenseite oberhalb und

1. Käfig für Kugellager, insbesondere für Schräg- unterhalb des Teilkreises eine kegelige Fläche vorgesekugellager, bestehend aus zwei Seitenringen, die 5 hen. Die Reibung zwischen dem Käfig und den Kugeln durch Stege miteinander verbunden sind und dessen ist bei dieser bekannten Ausführung verhältnismäßig Kugeltaschen in Achsrichtung gegeneinander ver- groß (Linienberührung). Außerdem sind für das Einsetsetzte, oberhalb und unterhalb des Teilkreises lie- zen der Kugeln in die Käfigtaschen große Kräfte erforgende Abschnitte mit gekrümmten Teilflächen auf- derlich, weil die Vorsprünge im Bereich der 1 aschenöffweisen, wobei die Taschenwandung des im Bereich to nung sehr stark zusammengepreßt werden müssen und des einen Seitenringes angeordneten Käfigabschnit- daher !eicht abbrechen können, te radial übereinanderliegende Zonen mit Flächen Durch die US-PS 42 77 116 ist ein Käfig mit zwei besitzt, die jeweils unter einem unterschiedlichen gegenüberliegenden sphärischen Taschenwänden beWinkel zur Lagerachse geneigt angeordnet sind und kannt, deren Radius geringfügig größer ist als der Radidie untere Zone als kegelige Fläche ausgebildet ist, \s us der Kugeln, damit sich zwischen den Taschenwändc-n dadurch gekennzeichnet, daß der Radius und den Wälzkörpern ein Schmierkeil ausbilden kann. (R) der Taschenwandung (7) des im Bereich des an- Bei dieser bekannten Konstruktion ist die Führung des deren Seitenringes (2) liegenden Käfigabschnitts (2) Käfigs auf den Kugeln sehr ungenau, weil dieser die wesentlich größer ist als der Radius (R₁) der Kugeln Kugeln jeweils nur an zwei Punkten berührt. I (8) und dir Mittelpunkt (M_w) der Taschenwandung 20 In der DE-OS 23 43 749 ist ein Käfig dargestellt, bei ρ (7) zum Mittelpunkt (Mi) der Kugein (8) in axiaier dem die Kugein in Käfigtaschen angeordnet sind und

I Richtung zum einen Seitenring (1) und in radialer durch angeformte Lippen gegen die Außen- bzw. Innen-% Rjchtung nach innen zur Käfigachse hin versetzt ist ringe gedrückt werden. Diese Lippen sind so ausgebil-P und daß die übereinanderliegenden Zonen des einen det, daß sie die Oberflächen der Kugeln in Form von |j Seitenringes (1) als kegelige Flächen (13,14) ausge- 25 Tangenten berühren. Bei dieser bekannten Konstruk-Lf bildet sind, wobei die untere kegelige Fläche (14) die tion ist die Reibung zwischen dem Käfig und den Ku-% radiale Führung des Käfigs übernimmt geln ebenfalls verhältnismäßig groß, zumal die Kugeln ■1 2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- durch die Lippen gegen den Innen- bzw. Außenring ge- |* net, daß die kegelige Fläche (13) unter einem größe- drückt werden.

$5 ren Winkel zur Lagerachse geneigt angeordnet ist 30 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kä-

f{ als die keglige Fläche (14). fig für Kugellager, insbesondere für Schrägkugellager,

II 3. Käfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da- mit Kugeltaschen zu schaffen, deren Teilflächen so aus-S durch gekennzeichnet, daß die kegeligen Flächen gebildet sind, daß nur kleine Reibanteile entstehen, 'Z (13, ¹⁴) prismenförmig ausgebildet sind und einen trotzdem aber eine genaue Führung des Käfigs auf den <i stumpfen Winkel einschließen. 35 Kugeln sichergestellt ist und die radiale Taschenluft gef. 4. Käfig nach einem der Ansprüche ! bis 3, da- rsau bestimmt werden kann.

duich gekennzeichnet, daß die Stegteile der unteren Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Radius

... Käfigabschnitte (6) im Bereich der Käfigmitte begin- der Taschenwandung des im Bereich des anderen Sei-

I nen und sich erst außen über die gesamte Höhe des tenringes liegenden Käfigabschnvüs wesentlich größer

'■'; Käfigseitenringes (1) erstrecken. 40 ist als der Radius der Kugeln und der Mittelpunkt der

*■; 5. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- Taschenwandung zum Mittelpunkt der Kugeln in

(P, durch gekennzeichnet, daß die Stege (3) in der Käfig- axialer Richtung zum einen Seitenring und in radialer

:; bohrung in axialer Richtung konkav gekrümmt sind. Richtung nach innen zur Käfigachse hin versetzt ist und

C 6- Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- daß die übereinanderliegenden Zonen des einen Seiten-

f· durch gekennzeichnet, daß die Stege in der Käfig- 45 ringes als kegelige Flächen ausgebildet sind, wobei die

fei bohrung in axialer Richtung konvex gekrümmt sind. untere kegelige Fläche die radiale Führung des Käfigs

j£ 7. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- übernimmt.

|; durch gekennzeichnet, daß die Seitenringe (1,2), aus- Weiterhin ist die kegelige Fläche der einen Zone un-

f- gehend von den äußeren Stirnflächen, Aussparun- ter einem größeren Winkel zur Lagerachse geneigt als

gen (4) aufweisen und die Wandstärke der Seitenrin- 50 die der anderen Zone. Ferner sind die kegeligen Flächen

ge (I₁2) etwa ebenso dick ist wie die der Käfigstege prismenförmig ausgebildet und schließen einen stump-

! i (3)· fen Winkel ein. Nach einem weiteren Merkmale der