DE20113111U1

DE20113111U1 - Kunststoffkäfig für Wälzlager

Info

Publication number: DE20113111U1
Application number: DE20113111U
Authority: DE
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2011-08-08
Also published as: JP2003056571A; JP4025595B2

Description

AB SKF Schweinfurt, 06.08.2001

DE 00 029 DE STP-he.se

Beschreibung

Kunststoffkäfig für ein Wälzlager

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffkäfig für ein Wälzlager, der so ausgebildet ist, dass er in Spritzgusstechnik hergestellt werden kann.

Ein derartiger Käfig ist bereits aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 18 86 747 bekannt. Der bekannte Käfig weist die Wälzkörper zwischen sich aufnehmende Stege auf, die an ihren Enden durch Stirnringe miteinander verbunden sind. Die Stirnringe sind in ihrer radialen Ausdehnung halb so breit wie die Stege. Der eine Stirnring erstreckt sich vom Käfiginnendurchmesser bis zur Mitte des Stegquerschnitts und der andere von der Mitte des Stegquerschnitts bis zum Käfigaußendurchmesser. Der bekannte Käfig ist dabei insbesondere im Hinblick auf eine leichte Montierbarkeit ausgelegt.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Kunststoffkäfigen neben dem Montageproblem auch das Problem einer dauerhaften Haltbarkeit des Käfigs insbesondere bei ungünstigen Betriebsbedingungen besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aus Kunststoff gefertigten Käfig bereitzustellen, der dauerhaft auch ungünstige Betriebsbedingungen ohne wesentliche Beschädigungen übersteht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Kunststoffkäfig weist einen ersten Seitenring und einen zum ersten Seitenring axial beabstandeten zweiten Seitenring auf. Der erste und der zweite Seitenring sind jeweils durch mehrere in Axialrichtung verlaufende Stege verbunden, die so über den Umfang der Seitenringe verteilt sind, dass sie zusammen mit den Seitenringen Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern bilden. Der erste und der zweite Seitenring besitzen einen unterschiedlichen Durchmesser, so dass der Käfig im Spritzgussverfahren mit in Axialrichtung beweglichen Werkzeugen herstellbar ist. Die Stege stehen radial nach außen über den ersten und den zweiten Seitenring über und weisen radial nach außen gerichtete erste Führungsflächen zur Führung des Kunststoffkäfigs auf radial einwärts gerichteten Flanschen eines Wälzlager-Außenrings auf.

Der erfindungsgemäße Kunststoffkäfig hat den Vorteil, dass er kostengünstig zu fertigen ist, da für die Formgebung im Spritzgussverfahren keine in Radialrichtung beweglichen Werkzeuge erforderlich sind.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Stege mechanisch sehr stabil sind, da sie eine große radiale Ausdehnung aufweisen, die bis über die Seitenringe hinausreicht. Der durch den radialen Überstand der Stege über die Seitenringe bzw. durch eine Reduzierung des Seitenringquerschnitts geschaffene Freiraum hat den weiteren Vorteil, dass ein sehr guter Schmiermitteltransport in Axialrichtung des Wälzlagers möglich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Kunststoffkäfigs weisen die Stege zur zusätzlichen Führung des Kunststoffkäfigs durch die Wälzkörper zweite Führungsflächen auf, die jeweils auf einander zugewandten Seiten benachbarter Stege angeordnet sind. Die dadurch entstehende Mischführung verleiht dem erfindungsgemäßen Kunststoffkäfig eine hohe mechanische Stabilität und ermöglicht eine dauerhafte Beständigkeit gegen radiale Schwingungen.

• ·

Die zweiten Führungsflächen sind vorzugsweise so geformt, dass die Wälzkörper radial außerhalb eines die Rollenmittelpunkte verbindenden Kreises gegen die zweiten Führungsflächen anlaufen. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine relativ dicke Ausbildung der Stege und somit eine hohe mechanische Stabilität.

Die einander zugewandten Seiten benachbarter Stege können flächige Vertiefungen aufweisen. Darin können sich Schmutzpartikel ablagern, die somit insbesondere von den ersten und zweiten Führungsflächen ferngehalten werden. Dadurch wird vor allem die Ausbildung von Riefen irr den Mantelflächen der Wälzkörper verhindert. Die Vertiefungen sind maximal 0,3 mm tief, so dass ein Entformen des im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffkäfigs noch problemlos möglich ist.

Weiterhin können die einander zugewandten Seiten benachbarter Stege axial mittig angeordnete Vorsprünge aufweisen, um die Wälzkörper gegen Herausfallen zu sichern. Die mittige Anordnung der Vorsprünge ermöglicht es, in Axialrichtung einen Freiraum zwischen den Vorsprüngen und den Seitenringen einzuhalten und somit die Flexibilität des Kunststoffkäfigs zu erhöhen.

Die Stege können in den ersten Führungsflächen Ausnehmungen aufweisen, um die Masse des erfindungsgemäßen Kunststoffkäfigs zu reduzieren und das Einströmen des Spritzgussmaterials bei der Herstellung des Käfigs zu optimieren.

Die Übergangsbereiche zwischen den Seitenringen und den Stegen können jeweils abgerundet sein, um Spannungen zu reduzieren.

Die einander zugewandten Axialflächen der Seitenringe können jeweils im Bereich zwischen zwei benachbaiten Stegen konvex gewölbt sein, um die Reibung der daran anlaufenden Wälzkörper zu reduzieren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.

Es zeigen:

Figuren 1 und 2 den erfindungsgemäßen Kunststoffkäfig ausschnittsweise in perspektivischer Darstellung und

Figur 3 den erfindungsgemäßen Kunststoffkäfig ausschnittsweise im Querschnitt entlang der Linie I aus Figur 1.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist der besseren Übersicht halber jeweils nur ein Ausschnitt des Kunststoff käfigs dargestellt, der sich in Umfangsrichtung periodisch fortsetzt. Wie diesen Figuren zu entnehmen ist, weist der Kunststoffkäfig einen ersten Seitenring 1 und einen zum ersten Seitenring 1 axial beabstandeten zweiten Seitenring 2 auf. Der erste Seitenring 1 und der zweite Seitenring 2 sind durch mehrere in Axialrichtung verlaufende Stege 3 miteinander verbunden. Die Stege 3 sind so über den Umfang der Seitenringe 1 und 2 verteilt angeordnet, dass sie zusammen mit den Seitenringen 1 und 2 Taschen 4 zur Aufnahme von Wälzkörpem 5 bilden. Der erste Seitenring 1 und der zweite Seitenring 2 besitzen unterschiedliche Durchmesser, die so gewählt sind, dass der Kunststoffkäfig im Spritzgussverfahren mit in Axialrichtung beweglichem Werkzeugen herstellbar ist. Mit anderen Worten, der Innendurchmesser des ersten Seitenrings 1 ist größer oder gleich dem Außendurchmesser des zweiten Seitenrings 2, so dass in Axialrichtung gesehen keine Überschneidung der beiden Seitenring 1 und 2 vorliegt.

Die Stege 3 stehen jeweils radial nach außen über den ersten Seitenring 1 und den zweiten Seitenring 2 über und weisen radial nach außen gerichtete erste Führungsflächen 6 zur Führung des Kunststoffkäfigs in einem Wälzlager auf. Der durch, den Überstand der Stege 3 über die Seitenringe 1 und 2 erzeugte radiale Versatz zwischen den ersten Führungsflächen 6 und den Außendurchmessern der Seitenringe 1 und 2 ermöglicht einen sehr guten Schmiermittelfluss in Axialrichtung. Bei der Dimensionierung des Kunststoffkäfigs ist in diesem Zusammenhang darauf zu achten, dass der Überstand der Stege 3 über die

Seitenringe 1 und 2 wenigstens zwei 2 mm beträgt, um einen ausreichenden Durchfluss zu gewährleisten.

Jeweils benachbarte Stege 3 weisen auf einander zugewandten Seiten zweite Führungsfiächen 7 zur zusätzlich Führung des Kunststoffkäfigs durch die Wälzkörper 5 auf. Die zweite Führungsflächen 7 sind dabei so geformt, dass die Wälzkörper 5 jeweils radial außerhalb eines die Wälzkörpermittelpunkte 8 miteinander verbindenden Kreises 9 gegen die zweiten Führungsflächen 7 anlaufen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt somit eine Mischführung vor, an der sowohl die ersten Führungsflächen 6 als auch die zweiten Führungsflächen 7 beteiligt sind. Die Beteiligung der zweiten Führungsflächen 7 ist optional und kann auch entfallen. Sie wirkt sich insgesamt stabilisierend aus.

Auf den Seiten der Stege 3, auf denen sich die zweiten Führungsflächen 7 befinden, sind weiterhin flächige Vertiefungen 10 angeordnet. In diesen Vertiefungen 10 können Schmutzpartikel abgelagert werden, die dadurch von den zweiten Führungsflächen 7 und auch von den ersten Führungsflächen 6 ferngehalten werden und somit kann eine Beschädigung oder eine verstärkte Abnutzung der Führungsflächen 6 und 7 bzw. der mit den Führungsflächen 6 und 7 in Kontakt stehenden Gegenflächen durch diese Schmutzpartikel vermieden werden. Um ein Entformen des Kunststoffkäfigs nach dem Spritzgussprozess zu ermöglichen, sind die Vertiefungen 10 sehr flach ausgeführt, so dass nur eine geringe Hinterschneidung entsteht, die ohne Beschädigung des Kunststoffkäfigs überwunden werden kann. Es hat sich gezeigt, dass die geschilderten Eigenschaften der Vertiefungen 10 erzielt werden können, wenn diese maximal 0,3 mm tief sind.

Die einander zugewandten Seiten benachbarter Stege 3 weisen im Bereich ihres Innendurchmessers Vorsprünge 11 auf, die die Wälzkörper 5 gegen Herausfallen sichern. Dadurch wird die Montage des wälzkörperbestückten Käfigs erleichtert, da die Beweglichkeit der Wälzkörper 5 radial nach innen begrenzt ist. Die Vorsprünge 11 sind vorzugsweise axial mittig angeordnet und erstrecken sich in Axialrichtung

jeweils nicht ganz bis zu den Seitenringen 1 und 2, so dass ein Spalt 12 verbleibt. Verglichen mit einer festen Anbindung der Vorsprünge 11 an die Seitenringe 1 und 2 führt dies zu einer Erhöhung der Flexibilität des Kunststoffkäfigs, was wiederum die Montage erleichtert.

Im Bereich der ersten Führungsflächen 6 weisen die Stege 3 radiale Ausnehmungen 13 auf. Um ein Entformen in Axialrichtung zu ermöglichen sind die Ausnehmungen 13 zu wenigstens einer axialen Endfläche der Stege 3 hin offen.

Die Übergangsbereiche 14 zwischen den Stegen 3 und den Seitenringen 1 und 2 sind jeweils abgerundet, um die Spannungskonzentration in diesen Bereichen zu reduzieren.

Die einander zugewandten Axialflächen 15 der Seitenringe ,1 und 2, die das Axialspiel der Wälzkörper 5 begrenzen, sind jeweils im Bereich zwischen zwei benachbarten Stegen 3 konvex gewölbt. Dadurch lässt sich die Reibung der daran anlaufenden Wälzkörper 5 reduzieren.

Die Wälzkörper 5 rollen zwischen einem Innenring 16 und einem Außenring 17 ab. Der Außenring 17 weist auf seinen beiden Axialseiten jeweils radial einwärts gerichtete Flansche 18 auf. Auf den radial nach innen gerichteten Flächen 19 der Flansche 18 gleiten die ersten Führungsflächen 6 der Stege 3.

Im eingebauten Zustand ist der Kunststoffkäfig mit einem Schmiermittel, insbesondere einem Fett umgeben. Dieses Fett benetzt insbesondere auch die ersten Führungsflächen 6 und die zweiten Führungsflächen 7, um den Verschleiß in diesen Bereichen möglichst minimal zu halten.

U &Ggr;-⁷¹-J&Ogr;

ABSKF

Schweinfurt, 06.08.2001 DE 00 029 DE STP-he.se

Bezugszeichen	erster Seitenring
1	zweiter Seitenring
2	Steg
3	Tasche
4	Wälzkörper
5	erste Führungsfläche
6	zweite Führungsfläche
7	Wälzkörpermittelpunkt
8	Kreis
9	Vertiefung
10	Vorsprung
11	Spalt
12	Ausnehmung
13	Übergangsbereich
14	Axialfläche
15	Innenring
16	Außenring
17	Flansch
18

Claims

1. Kunststoffkäfig für ein Wälzlager mit

- einem ersten Seitenring (1),

- einem zum ersten Seitenring (1) axial beabstandeten zweiten Seitenring (2),

- mehreren in Axialrichtung verlaufenden Stegen (3), die jeweils den ersten Seitenring (1) und den zweiten Seitenring (2) miteinander verbinden und so über den Umfang der Seitenringe (1, 2) verteilt angeordnet sind, dass sie zusammen mit den Seitenringen (1, 2) Taschen (4) zur Aufnahme von Wälzkörpern (5) bilden,

- wobei der erste Seitenring (1) und der zweite Seitenring (2) jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser besitzen, so dass der Kunststoffkäfig im Spritzgussverfahren mit in Axialrichtung beweglichen Werkzeugen herstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Stege (3) jeweils radial nach außen über den ersten Seitenring (1) und den zweiten Seitenring (2) überstehen und radial nach außen gerichtete erste Führungsflächen (6) zur Führung des Kunststoffkäfigs auf radial einwärts gerichteten Flanschen (18) eines Wälzlager-Außenrings 17 aufweisen.

2. Kunststoffkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3) radial wenigstens 2 mm über den ersten Seitenring (1) und den zweiten Seitenring (2) überstehen.

3. Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3) zur zusätzlichen Führung des Kunststoffkäfigs durch die Wälzkörper (5) zweite Führungsflächen (7) aufweisen, die jeweils auf einander zugewandten Seiten benachbarter Stege (3) angeordnet sind.

4. Kunststoffkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Führungsflächen (7) so geformt sind, dass die Wälzkörper (5) radial außerhalb eines die Wälzkörpermittelpunkte (8) verbindenden Kreises (9) gegen die zweiten Führungsflächen (7) anlaufen.

5. Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Seiten benachbarter Stege (3) flächige Vertiefungen (10) aufweisen.

6. Kunststoffkäfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (10) maximal 0,3 mm tief sind.

7. Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Seiten benachbarter Stege (3) axial mittig angeordnete Vorsprünge (11) aufweisen, um die Wälzkörper (5) gegen Herausfallen zu sichern.

8. Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3) in den ersten Führungsflächen (6) Ausnehmungen (13) aufweisen.

9. Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsbereiche (14) zwischen den Seitenringen (1, 2) und den Stegen (3) jeweils abgerundet sind.

10. Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Axialflächen (15) der Seitenringe (1, 2) jeweils im Bereich zwischen zwei benachbarten Stegen (3) konvex gewölbt sind.

11. Wälzlager mit einem Innenring (16), einem Außenring (17) und zwischen Innenring (16) und Außenring (17) angeordneten Wälzkörpern (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (5) in einem Kunststoffkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet sind.