-
Die
Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig.
-
Beispielsweise
aus der
DE 79 35 982
U1 ist ein Wälzlagerkäfig bekannt, der
aus zwei Seitenteilen und einer Vielzahl von getrennt gefertigten
und durch Schweißen oder dgl. mit den Seitenteilen verbundenen
Stegteilen besteht, wobei die Stegteile zwischen sich Taschen zur
Aufnahme der Wälzkörper bilden. Dabei sind die
Seiten- und Stegteile aus flach- oder profilgewalztem Draht gefertigt
und die Stegteile zur Bildung von Anlaufflächen für
die Wälzkörper angeprägt.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Wälzlagerkäfig
zu schaffen, der insbesondere einfach und damit kostengünstig herstellbar
ist.
-
Die
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
-
Gemäß Anspruch
1 beinhaltet ein Wälzlagerkäfig folgende Merkmale:
- – Der Käfig umfasst ein ringartiges
Umfangselement von dem Stegelemente abzweigen, zwischen denen Wälzkörper
des Wälzlagers anordenbar sind,
- – das Umfangselement umfasst zwei ringartige Halteelemente,
- – jedes der Stegelemente steht mit beiden Haltelementen
in Kontakt, und
- – das Umfangselement weist zwei zu den Halteelementen
korrespondierende ringartige Fixierelemente auf, mittels der die
Stegelemente an den Halteelementen fixiert sind.
-
Ein
Käfig des beanspruchten Aufbaus ist besonders einfach und
kostengünstig herstellbar. Durch die Verwendung der ringartigen
Halteelemente lassen sich die Stegelemente einfach in Kontakt bringen und
daraufhin mit den ringartig ausgebildeten Fixierelementen an den
Halteelementen fixieren, so dass ein stabiler Wälzlagerkäfig
entsteht. Im Vergleich zu bekannten Herstellungsmethoden für
Wälzlagerkäfige, bei denen beispielsweise ein
Käfig aus einem hohlzylinderartigen Rohling herausgearbeitet
wird, bietet der Wälzlagerkäfig gemäß der
Erfindung den Vorteil, dass praktisch kein Materialabfall durch
das Herausarbeiten insbesondere der Käfigtaschen entsteht.
Insofern ergibt sich somit insbesondere ein Vorteil durch eine Materialeinsparung.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jedes
der Fixierelemente einstückig ausgebildet. Dies bietet
insbesondere den Vorteil einer aufwandsarmen Montage des mehrstückigen Wälzlagerkäfigs.
So ist es nicht erforderlich, in diesem Fall jede Verbindungsstelle
zwischen den Stegelementen und den Halteelementen einzeln mittels Fixierelementen
zu fixieren. Das Einlegen zweier Fixierelemente, die jeweils einstückig
ausgebildet sind, kann in zwei separaten, oder in einem Arbeitsgang erfolgen.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
weisen die Stegelemente jeweils zwei Nuten auf, in die jeweils eines
der Halteelemente eingreift. So lässt sich bereits vor
Montage der Fixierelemente ein vergleichsweise stabiler Wälzlagerkäfig
aufbauen, bei dem die Stegelemente bereits in ihrer endgültigen
Position sicher an den Halteelementen befestigt sind. Im unbelasteten
Zustand ist der Wälzlagerkäfig somit bereits einigermaßen
stabil. Die Fixierelemente dienen letztlich noch dazu, den Wälzlagerkäfig
auch für beanspruchte Situationen, also im montierten Wälzlager
mit Wälzkörpern zu stabilisieren.
-
Vorteilhaft
ist eine Ausgestaltung der Erfindung derart, dass die Nuten in radialer
Richtung außen an den Stegelementen ausgebildet sind und
die Halteelemente derart angeordnet sind, dass sie bezüglich
der radialen Richtung von außen in die Nuten der Stegelemente
eingreifen. In dieser Anordnung wird eine besonders einfache Methode
der Fixierung der Stegelemente an den Halteelementen mittels der Fixierelemente
erreicht. Aufgrund der relativen Anordnung der Stegelemente und
der Halteelemente können erstere nur bezüglich
der radialen Richtung nach innen von den Halteelementen gelöst
werden. In dieser Richtung werden sie allerdings durch die innenseitig
angeordneten Fixierelemente in ihrer Position gehalten. Folglich
korrespondieren in radialer Richtung die Fixierelemente und die
Halteelemente von innen nach außen miteinander, wobei die
Stegelemente zwischen den Fixierelementen und den Halteelementen
liegen.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Fixierelemente
jeweils eine teilweise umlaufende Nut auf, in die das jeweilige
Halteelement eingreift, wobei die Fixierelemente im Bereich der
Stegelemente taschenartige Ausformungen zur Aufnahme der Stegelemente
aufweisen. In dieser besonders einfach ausgebildeten Ausführungsform der
Erfindung sind die Fi xierelemente auch außerhalb der Stegelemente
durch die umlaufende Nut mit den Halteelementen verbunden, was eine
besonders stabile Anordnung zur Folge hat. Die Stegelemente kommen
in taschenartigen Ausformungen der Fixierelemente zu liegen, so
dass sie sicher an ihrer vordefinierten Position gehalten werden.
In Umlaufrichtung des Wälzlagerkäfigs liegen die
Nuten der Stegelemente und des jeweils korrespondierenden Fixierelements
beidseitig in der Flucht, so dass eine hohe Stabilität
gewährleistet ist.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der
Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
-
1 in
perspektivischer Ansicht eine erste Ausführungsform eines
Zylinderrollenlagerkäfigs,
-
2a in
perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines
zusammengesetzten Zylinderrollenlagerkäfigs,
-
2b eine
Schnittansicht des in 2a dargestellten Zylinderrollenlagerkäfigs,
-
3a in
perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines
Zylinderrollenlagerkäfigs,
-
3b einen
Querschnitt der in 3a dargestellten Ausführungsform,
-
4a in
perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines
Zylinderrollenlagerkäfigs, und
-
4b einen
Querschnitt durch die in 4a dargestellte
Ausführungsform.
-
Die 1 zeigt
als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen
Zylinderrollenlagerkäfig ausschnittsweise in perspektivischer
Ansicht. Der Zylinderrollenlagerkäfig 1 weist
zwei Umfangselemente 3 und 5 auf. Zwischen den
Umfangselementen 3 und 5 erstrecken sich entlang
des Umfangs in regelmäßigen Abständen
Stegelemente 7. Durch die Stegelemente 7 werden
Aufnahmetaschen für Zylinderrollen gebildet, wobei die
Zylinderrollen hier nicht dargestellt sind. Die Stegelemente 7 sind
bevorzugt derart ausgebildet, dass an ihren Seitenflächen
Anlaufflächen für die Zylinderrollen ausgebildet
sind. Die Umfangselemente 3 und 5 bestehen jeweils
aus einem ringartigen Halteelement 9 bzw. 11,
das jeweils von einem Kunststoffmantel 13 bzw. 15 umhüllt
ist. Zur besseren Übersicht ist der Kunststoffmantel 13 bzw. 15 nur
teilweise dargestellt, damit in der 1 die Halteelemente 9 bzw. 11 sichtbar
sind. Jedes der Stegelemente 7 weist zwei endseitig angeordnete Nuten
auf, in die jeweils eines der Halteelemente 9 bzw. 11 eingreift.
Die Stegelemente 7 lassen sich derart auf den Halteelementen 9 und 11 vormontieren, so
dass ein im unbelasteten Zustand stabiler Zylinderrollenlagerkäfig 1 entsteht.
Hiernach werden die Halteelemente 9 und 11 mit
Kunststoff umspritzt, so dass der Kunststoffmantel 13 bzw. 15 entsteht.
Durch den Kunststoffmantel 13 bzw. 15 werden die
Stegelemente 7 positionsfest an den Halteelementen 9 bzw. 11 fixiert,
so dass der hiernach fertige Zylinderrollenlagerkäfig 1 einsatzbereit
zur Verfügung steht. Die Verbindungsstellen der Stegelemente 7 mit
den Halteelementen 9 und 11 sind dabei von den
Kunststoffmänteln 13 bzw. 15 vollständig
umschlossen.
-
In
der 2a ist ein alternatives Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Der entsprechende Zylinderrollenlagerkäfig 101 weist
wiederum Umfangselemente 103 und 105 auf, die
analog zu dem Ausführungsbeispiel der
-
1 mit
Stegelementen 107 verbunden sind. Jedes der Umfangselemente 103 und 105 weist ein
Halteelement 109 bzw. 111 auf. Die Stegelemente 107 weisen
jeweils zwei endseitig angeordnete Nuten auf, in die jeweils eines
der Halteelemente 109 bzw. 111 eingreift. Zur
Fixierung der Stegelemente 107 an den Halteelementen 109 und 111 sind
Fixierelemente 113 und 115 in radialer Richtung
innenseitig angeordnet. Sie weisen jeweils eine Nut 117 bzw. 119 auf,
in die die Halteelemente 109 bzw. 111 eingreifen.
Im Bereich der Stegelemente 107 weisen die Fixierelemente 113 bzw. 115 taschenartige
Ausformungen auf 121 auf, in denen die Stegelemente 107 aufgenommen
sind. Die Fixierelemente 113 und 115 dienen somit
zur sicheren Fixierung der Stegelemente 107 an den Halteelementen 109 bzw. 111.
Die Fixierelemente 113 bzw. 115 sind aufgrund
der nutartigen Verbindung ihrerseits an den Halteelementen 109 bzw. 111 verrutschsicher
fixiert.
-
Die
Fixierelemente 113 bzw. 115 lassen sich analog
zur Ausführungsform der 1 aus Kunststoff
ausführen und nach Montage der Stegelemente 107 an
den Halteelementen 109 bzw. 111 aufspritzen. Alternativ
lassen sich die Fixierelemente 113 und 115 bereits
vorfertigen und nach der Montage der Stegelemente 107 an
den Halteelementen 109 bzw. 111 von innen her
in die Anordnung einbringen. In diesem Fall weisen die Fixierelemente 113 bzw. 115 bevorzugt
eine Unterbrechung auf, so dass sie vom Radius her zur Montage kurzzeitig
verkleinerbar sind. In diesem Fall lassen sie sich sowohl aus Kunststoff
als auch aus metallischen Materialien ausführen.
-
Ebenfalls
ist es möglich, zunächst die Stegelemente 107 in
die vorgefertigten Fixierelemente 113 und 115 einzulegen
und so den Zylinderrollenlagerkäfig 101 vorzumontieren.
Zur Sicherung werden dann die Halteelemente 109 und 111 eingesetzt,
wodurch der Zylinderrollenlagerkäfig 101 seine
endgültige Stabilität erhält. Die Haltelemente 109 und 111 sind
in dieser Ausführung be vorzugt als Sprengringe ausgeführt,
so dass eine einfache Montage möglich ist.
-
In
der 2b ist ein Querschnitt durch eines der Stegelemente 107 der
Ausführungsform der 2a dargestellt.
An den seitlichen Enden 151 und 152 des Stegelements 107 greifen
die Halteelemente 109 bzw. 111 in entsprechend
ausgeformte Nuten in das Stegelement 107 ein. Durch den
Abstand der Nuten des Stegelements 107 ist somit der Abstand
der Halteelemente 109 und 111 und damit die axiale
Ausdehnung des Wälzlagerkäfigs festgelegt. In
der dargestellten Ansicht sind ebenfalls teilsweise die Fixierelemente 113 bzw. 115 im
Bereich der taschenartigen Ausformungen 121 zu sehen. Hier
ist gut zu erkennen, wie die Fixierelemente 113 und 115 im
Bereich der taschenartigen Ausformungen 121 die Stegelemente 107 gegenüber
den Halteelementen 109 und 111 fixieren, so dass
ein stabiler Wälzlagerkäfig entsteht.
-
In
den Ausführungen der 1 sowie 2a und 2b lassen
sich die Halteelemente 9 bzw. 11, und 109 bzw. 111 beispielsweise
als herkömmliche Sprengringe ausführen. Zur zusätzlichen Sicherung
der Stegelemente 7 bzw. 107 mit den jeweiligen
Halteelementen 9, 11 bzw. 109, 111 ist
auch ein Verschweißen möglich.
-
In 3a ist
in perspektivischer Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Es ist der Ausführungsform der 2a ähnlich und
zeigt einen Zylinderrollenlagerkäfig 201. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel sind Halteelemente 209 bzw. 211 in
Nuten der Stegelemente 207 angeordnet, wobei die Nuten
in diesem Ausführungsbeispiel am ganz am jeweiligen Ende
der Stegelemente 207 ausgeformt sind. Somit ist auch eine
Montage der Halteelemente 209 bzw. 211 von der
Seite möglich. Die Fixierelemente 213 bzw. 215 sind
im Wesentlichen analog zu der Ausführungsform der
-
2a ausgeführt.
Sie weisen in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls am axialen
Ende eine Ausnehmung auf, in die die Halteelemente 209 bzw. 211 eingreifen
können.
-
In 3b ist
ein Schnitt durch einen der Stegelemente 207 der Ausführungsform
der 3a dargestellt. Ebenfalls zu sehen sind ausschnittsweise die
Fixierelemente 213 und 215, die in radialer Richtung
innenseitig die Stegelemente 207 fixieren. Das Stegelement 207 weist
an seinen Enden jeweils eine Ausnehmung 221 bzw. 223 auf,
die sich in axialer Richtung vom Mittelpunkt ausgehend nach außen verjüngt.
Die Ausnehmungen 221 und 223 bilden somit Aufnahmen
für die Halteelemente 209 bzw. 211, die
der konischen Form angepasst ausgeführt sind. Durch die
sich nach außen hin verjüngende Form der Ausnehmungen 221 und 223 wird
sichergestellt, dass die Halteelemente 209 und 211 nicht
aus den Ausnehmungen 221 und 223 nach außen
abrutschen können, so dass der Wälzlagerkäfig
stabil ist.
-
In
der 4a ist in perspektivischer Ansicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
einen weiteren Zylinderrollenlagerkäfig 301, bei
dem wiederum Stegelemente 307 zwischen zwei Halteelementen 309 und 311 angeordnet sind.
Zur Fixierung der Stegelemente 307 an den Halteelementen 309 und 311 sind
Fixierelemente 313 und 315 vorgesehen. Im Unterschied
zu den vorher dargestellten Ausführungsbeispielen ist im
Ausführungsbeispiel der 4a eine
nutartige Aufnahme in den Stegelementen 307 und den Fixierelementen 313 und 315 nicht
zwingend erforderlich, jedoch optional möglich.
-
Wie
aus der in der 4b dargestellten Schnittansicht
durch ein Stegelement 307 zu erkennen ist, sind die Halteelemente 309 und 311 als
flache Ringe ausgeführt. Auch die Fixierelemente 313 und 315 sind
zunächst nur über einen Reibschluss mit den Stegelementen 307 verbunden.
Zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit zwischen den Stegelementen 307 und
den Halteelementen 309 bzw. 311, sowie den Fixierelementen 313 bzw. 315 ist
ein Verkleben oder Löten der Komponenten möglich.
Alternativ ist es ebenfalls möglich, jedoch hier nicht
dargestellt, die Stegelemente 307 mit einer Ausnehmung im
Endbereich auszubilden, wobei die Halteelemente 309 und 311 eine
korrespondierende Ausformung aufweisen, so dass ein axiales Verrutschen
der Halteelemente 309 und 311 nicht möglich
ist.
-
Zur
Herstellung der in den 1 bis 4a dargestellten
Ausführungsformen lassen sich beispielsweise die Stegelemente 7, 107, 207 und 307 durch
Ablängen von entsprechend ausgeformtem Stangenmaterial
auf einfache und kostengünstige Weise herstellen. Nach
einer Grundmontage der Stegelemente auf den ringförmigen
Halteelementen lassen sich die Fixierelemente auf einfache Art und
Weise von innen auf den entsprechenden Halteelementen anbringen,
so dass die Stegelemente gegen Verrutschen und Herabfallen gesichert
sind.
-
Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele haben jeweils mögliche
Ausgestaltungen der Erfindung gezeigt. Dabei lagen die Fixierelemente
jeweils bezüglich der radialen Richtung außerhalb
des durch die Mittelpunkte der Wälzkörper gebildeten
Rollenkreises. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung
ist es ebenfalls möglich, den Aufbau der beanspruchten
Wälzlagerkäfige in radialer Richtung umgekehrt
zu gestalten. In diesem Fall waren die Halteelemente und die Fixierelemente
in radialer umgekehrter Anordnung bezüglich der Stegelemente
angeordnet. Somit lägen in diesen Fällen die Fixierelemente
jeweils innerhalb des Rollenkreises, wie es bei am Innenring des
Wälzlagers geführten Käfigen bekannt
ist.
-
- 1
- Zylinderrollenlagerkäfig
- 3,
5
- Umfangselemente
- 7
- Stegelemente
- 9,
11
- Halteelement
- 13,
15
- Kunststoffmantel
- 101
- Zylinderrollenlagerkäfig
- 103,
105
- Umfangselemente
- 107
- Stegelemente
- 109,
111
- Halteelemente
- 113,
115
- Fixierelemente
- 117,
119
- Nuten
- 151,
152
- seitliche
Enden
- 201
- Zylinderrollenlagerkäfig
- 207
- Stegelemente
- 209,
211
- Halteelemente
- 213,
215
- Fixierelemente
- 221,
223
- Ausnehmungen
- 301
- Zylinderrollenlagerkäfig
- 307
- Stegelemente
- 309,
311
- Halteelemente
- 313,
315
- Fixierelemente
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-