DE3527033C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radialwälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Radialwälzlager der genannten Gattung ist bekannt, bei dem der Käfig elastisch deformierbare Vorsprünge aufweist (DE-OS 27 39 367). Diese Vorsprünge schnappen beim Zusammenbau des Radialwälzlagers hinter durch Nuten oder dgl. gebildete Seitenflächen in der Bohrung des Außenringes bzw. auf der Mantelfläche des Innen­ ringes, so daß der Käfig am Außen- bzw. Innenring seitlich festgehalten ist und das Radialwälzlager eine einbaufertige selbsthaltende Baueinheit bildet. Nach­ teilig ist dabei, daß der Käfig zumindest zum Teil aus einem relativ weichen, deformierbaren Werkstoff gefer­ tigt werden muß. Dieser Käfig ist in vielen Fällen nur mit besonderem Aufwand herzustellen.

Bei einem anderen bekannten Radialwälzlager ist im Außen­ ring ein Halteelement befestigt (DE-AS 12 86 343). Der Käfig dieses Radialwälzlagers hat einen radialen Vor­ sprung, der unter elastischer Verformung des Vorsprun­ ges hinter eine umlaufende Seitenfläche des steifen Halte­ elementes geschnappt ist. Auch hier muß der Käfig bzw. der Vorsprung des Käfigs aus einem weichen, nachgiebigen Werkstoff hergestellt werden, was meistens nicht erwünscht ist.

Schließlich ist noch ein Radialwälzlager bekannt, bei dem der Käfig durch einen biegeelastischen Sprengring am Innen­ ring seitlich festgehalten ist (US-PS 18 69 890). Der Käfig dieses Radialwälzlagers kann jedoch nicht hinter den in eine Ringnut eingesetzten Sprengring geschnappt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Radialwälzlager der genannten Art zu schaffen, bei dem der Käfig trotz Schnappverbindung zwischen Käfig und Halteelement des Außen- bzw. Innenringes in einfacher Weise aus einem relativ harten und steifen Werkstoff gefertigt werden kann. Durch die Schnappverbindung soll der Käfig im Betrieb auch seitlich geführt sein.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Radialwälzlager kann durch Ein­ schnappen des bzw. der Vorsprünge des Halteelementes hinter die zugehörige Seitenfläche des Käfigs einfach zusammengebaut werden, so daß der Außenring, der Käfig mit eingesetzten Wälzkörpern und der Innenring eine selbsthaltende Baueinheit bilden. Dies ist besonders bei solchen mit Kegelrollen oder Zylinderrollen ausge­ rüsteten Radialwälzlagern von Vorteil, welche an einem der beiden Lagerringe keine Halteborde für die Wälzkör­ per aufweisen. Der bzw. die Haltevorsprünge können näm­ lich dann den mit Halteelement versehenen, bordlosen Außen- bzw. Innenring am Käfig seitlich festhalten und gleichzeitig den bzw. die im Betrieb anlaufenden Seiten­ fläche(n) des Käfigs berühren und den Käfig somit - zumindest nach einer Seite hin - führen.

Der Käfig des erfindungsgemäßen Radialwälzlagers kann aus einem steifen und harten Werkstoff, zum Beispiel einem Sinterwerkstoff, wirtschaftlich gefertigt sein.

Die Wälzkörper werden dann an harten, verschleißfesten Wänden der Taschen des Käfigs geführt. Dementsprechend haben die Wälzkörper auch bei hohen Belastungen des Radialwälzlagers eine hohe Laufgenauigkeit und das Wälz­ lager besitzt eine verhältnismäßig lange Gebrauchsdauer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 ist der Vorteil gegeben, daß der bzw. die Seitenwände durch Einstechen einer Ringnut in die Mantel- oder Bohrungsfläche des Käfigs einfach hergestellt werden können. Für den Fall, daß beide Seitenwände der Ringnut dem bzw. den Vorsprün­ gen des Halteelementes genügend eng gegenüberstehen, wird der Käfig beidseitig geführt.

Bei der abgeänderten Ausbildung nach Anspruch 3 wird der Käfig auf einer Schulterfläche einer in den Käfig eingearbeiteten Stufe einseitig geführt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 bis 6 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Radialwälzlager wird in der nachfol­ genden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Radial­ wälzlager mit Dichtungsring,

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht in Richtung des Pfeiles A auf den in Fig. 1 dargestellten Dichtungs­ ring im ausgebauten Zustand,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch ein abgeän­ dertes Radialwälzlager mit Dichtungsring,

Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt durch ein weiteres abgeändertes Radialwälzlager und

Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht in Richtung des Pfeiles B auf den in Fig. 4 dargestellten Innen­ ring vor seinem Zusammenbau mit dem zugehörigen Außenring.

In Fig. 1 ist ein Radialwälzlager dargestellt, welches aus einem Außenring 1, einem Innenring 2 und einem da­ zwischen eingebauten ringförmigen Käfig 3 besteht. Am Umfang des Käfigs 3 sind Taschen 4 angeordnet, in denen jeweils ein kegeliger Wälzkörper 5 eingesetzt ist. Diese Wälzkörper 5 laufen in an sich bekannter Weise zwischen einer kegeligen Außenlaufbahn des Außenringes 1 und einer kegeligen Innenlaufbahn des Innenringes 2. Die Innenlauf­ bahn hat auf der Seite des dicken Endes der Wälzkörper 5 einen Führungsbord 6, an dem die Wälzkörper 5 seitlich an­ laufen.

Der Außenring 1 besitzt auf der Seite des dicken Endes der Wälzkörper 5 eine zylindrische Aussparung 7 in sei­ ner Bohrung, in der ein Dichtungsring 8 festgesetzt ist.

Im vorliegenden Fall hat der Dichtungsring 8 einen im Querschnitt L-förmig gebogenen, metallischen Versteifungs­ ring 9, dessen radial nach innen weisender Schenkel 2 auf dem Führungsbord 6 des Innenringes 2 gleitende Dichtlippen trägt und dessen axial nach innen weisender Schenkel in der zylindrischen Aussparung 7 des Außenringes 1 mit Preßsitz festgesetzt ist.

Der Käfig 3 hat eine dem radial nach innen weisenden Schenkel zugewandte, auf diesem Schenkel seitlich nach außen gleitend geführte Endfläche, sowie einen daran an­ schließenden, zylindrischen Mantelflächenabschnitt, der in der Bohrung des axialen Schenkels des Versteifungs­ ringes 9 mit geringem Radialspiel geführt ist. Am axial inneren Ende des Mantelflächenabschnitts hat der Käfig 3 eine den Durchmesser seiner Mantelfläche verkleinernde, umlaufende Stufe mit einer axial nach innen weisenden kegeligen Schulterfläche 10.

Der als Halteelement dienende Versteifungsring 9 des Dichtungsringes 8 weist nach innen gerichtete Vorsprünge 11 auf, die der kegeligen Schulterfläche 10 des Käfigs 3 seitlich gegenüberstehend angeordnet sind. Diese Vor­ sprünge 11, welche aus einem biege- und/oder kompres­ sionselastischen Gummi bestehen, sind auf der Bohrungs­ fläche des axial nach innen weisenden Schenkels des Versteifungsringes 9 aufvulkanisiert. Sie haben eine ringabschnittförmige Ausbildung, sind gleichmäßig am Umfang des Schenkels angeordnet und dienen als Schnapp­ mittel (Fig. 2).

Die axial nach außen weisenden Seitenflächen 11 A der Vorsprünge 11 liegen der Schulterfläche 10 des Käfigs 3 eng gegenüber und sind der kegeligen Form dieser Schul­ terfläche 10 angepaßt. Die Seitenflächen 11 A besitzen in Umfangsrichtung eine kleine Balligkeit, so daß sich beim Anlauf der Schulterfläche 10 des umlaufenden Käfigs 3 an den Seitenflächen 11 A der Vorsprünge 11 ein trag­ fähiger hydrodynamischer Schmierkeil des im Radialwälz­ lager eingebrachten Schmiermittels bildet.

Am dicken Ende hat jeder Wälzkörper 5 eine Endfläche 12, die den Vorsprüngen 11 in einem kleinen Abstand gegenüber­ liegt. Die Vorsprünge 11 greifen zwischen die Seiten­ fläche 10 des Käfigs 3 und die Endflächen 12 der Wälz­ körper 5 radial ein, so daß der Außenring 1 über den eingebauten Dichtring 8 am Käfig 3 mit geringem axialen Spiel beidseitig festgehalten ist.

Beim Zusammenbau des Radialwälzlagers werden zunächst der Innenring 2, der Käfig 3 und die Wälzkörper 5 in an sich bekannter Weise zu einer selbsthaltenden Einheit zusammen­ gesetzt. Alsdann wird der Versteifungsring 9 mit dem Dich­ tungsring 8 gegen die dicken Enden der Wälzkörper 5 ange­ setzt. Unter elastischer Verformung werden dabei die Vorsprünge 11 über den zylindrischen Mantelflächenab­ schnitt des Käfigs 3 geschoben, bis diese hinter die Schulterfläche 10 des Käfigs 3 schnappen. Zum Schluß wird der Außenring 1 von der anderen Seite, also in Richtung des Pfeiles A, mit seiner Aussparung 7 auf die Mantelfläche des axial nach innen weisenden Schenkels des Versteifungsringes 9 aufgedrückt. Dabei wird am radial nach innen weisenden Schenkel des Versteifungs­ ringes 9 von außen gegengehalten. Das zusammengesetzte Radialwälzlager bildet nun eine selbsthaltende Bauein­ heit, bei welcher der Außenring 1 gegenüber Abziehen vom Käfig 3 gesichert ist.

In Fig. 3 ist ein abgeändertes Radialwälzlager darge­ stellt, welches ähnlich wie das in Fig. 1 gezeigte Wälz­ lager konstruiert ist. Dieses Radialwälzlager besitzt ebenfalls einen Außenring 1, einen Innenring 2 und in einem Käfig 3 eingebaute kegelige Wälzkörper 5. Auf der Seite des dicken Endes der Wälzkörper 5 ist auch ein Dichtungsring 8 in einer zylindrischen Aussparung 7 der Bohrung des Außenringes 1 festgesetzt.

Im vorliegenden Fall ist zwischen einem Schulteransatz 13 in der Bohrung des Außenringes 1 und dem axial nach innen weisenden Schenkel des Versteifungsringes 9 ein aus einem Elastomerkunststoff gefertigtes scheibenförmiges Halteele­ ment 14 festgeklemmt. Der radial nach innen weisende freie Abschnitt dieses Halteelementes 14 dient als bie­ geelastischer radialer Vorsprung 15, der in eine Ringnut 16 in der Mantelfläche des Käfigs 3 eingreift.

Die Ringnut 16 hat einen angenähert rechteckigen Quer­ schnitt und weist zwei umlaufende Seitenwände 17 auf. Beide Seitenwände 17 sind dem Vorsprung 15 seitlich gegenüberstehend angeordnet. Im Betrieb gleitet eine der beiden Seitenwände 17 vorübergehend oder dauernd am Vorsprung 15 des Halteelementes 14. Dabei entsteht im Vorsprung 15 eine Biegespannung, so daß der Käfig 3 zumindest vorübergehend durch elastische Kräfte des Halteelementes 14 seitlich angestellt ist und demgemäß ohne Seitenspiel im Wälzlager umläuft.

Beim Zusammenbau des Radialwälzlagers, welcher analog zum Zusammenbau des in Fig. 1 und 2 dargestellten Radialwälz­ lagers erfolgt, wird der Vorsprung 15 hinter eine der bei­ den Seitenwände 17 der Ringnut 16 eingeschnappt.

In Fig. 4 und 5 ist ein weiteres abgeändertes Radialwälz­ lager dargestellt, welches einen, eine zylindrische Außen­ laufbahn tragenden Außenring 1 und einen, eine zylindrische Innenlaufbahn tragenden Innenring 2 aufweist. Zwischen die­ sen beiden Laufbahnen rollen zylindrische Wälzkörper 5, die in Taschen 4 eines ringförmigen Käfigs 3 eingebaut sind. Auf beiden Seiten der Außenlaufbahn ist je ein Führungs­ bord 18 für die Wälzkörper 5 angeordnet, der mit dem Außen­ ring 1 einstückig verbunden ist.

Auf beiden Seiten des Käfigs 3 ist je ein Halteelement 19 mit dem Innenring 2 fest verbunden. Jedes Halteelement 19 ist aus einem elastischen Werkstoff gefertigt. Es ist ring­ scheibenförmig ausgebildet und jeweils in eine Ringnut 20 in der Mantelfläche des Innenringes 2 formschlüssig eingeschnappt. Das Halteelement 19 besitzt gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete, radiale Vorsprünge 21, deren axial nach außen weisende Anlaufflächen 22 einer axial nach innen weisenden Schulterfläche 23 einer Stufe des Käfigs 3 spielfrei gegenüberstehend angeordnet sind. Die Anzahl der Vorsprünge 21 ist gleich der Anzahl der Wälzkörper 5 im Radialwälzlager.

Beim Zusammenbau des Radialwälzlagers werden zunächst der Außenring 1 und der Käfig 3 mit den Wälzkörpern 5 in an sich bekannter Weise zu einer selbsthaltenden Baueinheit zusammengesetzt. Alsdann werden die Halteelemente 19 in jeweils eine Ringnut 20 des Innenringes 2 eingeschnappt. Nun wird der Innenring 2 in eine bestimmte Drehstellung relativ zum Käfig 3 gebracht, so daß jeweils ein Wälz­ körper zwischen zwei am Umfang benachbarte Vorsprünge 21 des auf der Einbauseite eingeschnappten Halteelementes 19 zu liegen kommt. Dann wird der Innenring 2 unter die Wälzkörper 3 axial eingeschoben. Die Vorsprünge 21 des einbauseitigen Halteelementes 19 kommen dabei gegen die einbauseitige kegelige Anschrägung 24 des Innenrandes des Käfigs 3 zur Anlage und werden axial nach innen umgebogen. Beim weiteren Einschieben des Innenringes 2 schnappen die Vorsprünge 21 hinter die einbauseitige Schulterfläche 23 des Käfigs 3. Schließlich kommt das andere (ausbauseitige) Halteelement 19 des Innenringes 2 mit der Anschrägung 24 in Berührung und wird ebenfalls axial nach außen umgebogen und schnappt schließlich hinter die einbauseitige Schulterfläche 23 des Käfigs 3. Dabei wird das einbauseitige Halteelement 19 etwas nach innen gebogen, ohne daß dieses mit seiner Schulterflä­ che 22 vor die ausbauseitige Anschrägung 24 des Käfigs 3 nach außen schnappt. Der Käfig 3 ist nun durch die axial nach außen weisende Anlauffläche 22 der beiden Halte­ elemente 19 am Innenring 2 geführt und seitlich festge­ halten.

Im Betrieb können die Vorsprünge 21 jeder der beiden Halte­ elemente 19 kleine axiale Belastungen aufnehmen. Die glei­ tenden Anlaufflächen 22 des betreffenden Halteelementes 19 übertragen dann kleine axiale Belastungen vom Innenring 2 über den Käfig 3 und die Wälzkörper 5 auf den betreffen­ den Führungsbord 18 des Außenringes 1. Dabei ist auch eine Dichtwirkung gegeben, so daß zwischen dem Käfig 3 und dem Innenring 2 kein Schmutz in das Radialwälzlager eindringen kann.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich die vorstehend be­ schriebenen Ausführungsbeispiele konstruktiv abändern. Zum Beispiel kann das Radialwälzlager mehr als eine Reihe von in Taschen eines Käfigs eingebauten Wälz­ körpern aufweisen. Gegebenenfalls kann dann jede Reihe von Wälz­ körpern in einem getrennten Taschenkäfig eingebaut sein. Dabei hat mindestens einer der Käfige des mehrreihigen Radialwälzlagers eine Seitenfläche, die mit elastischen Vorsprüngen eines mit dem Außen- oder Innenring fest ver­ bundenen Halteelementes zusammenwirkend angeordnet ist.

Claims (6)

1. Radialwälzlager mit einem eine Außenlaufbahn tra­ genden Außenring, einem eine Innenlaufbahn tragenden Innenring und zwischen diesen beiden Laufbahnen umlaufenden, in am Umfang angeordneten Taschen eines ringförmigen Käfigs eingebauten Wälzkörpern, wobei entweder der Außenring oder der Innenring auf jeder Seite seiner Laufbahn je einen die Wälzkörper seit­ lich führenden Bord oder dgl. aufweist, der zuge­ hörige Innen- bzw. Außenring zumindest zu einer Seite hin abziehbar angeordnet ist und zwischen dem abziehbar angeordneten Innen- bzw. Außenring und dem Käfig den Käfig seitlich führende Schnapp­ mittel eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappmittel durch ein mit dem abziehbaren Innen- bzw. Außenring (2 bzw. 1) fest verbundenes Halteelement (9, 14, 19) mit mindestens einem biege- und/oder kompressionselastisch ausgebildeten radialen Vorsprung (11, 15, 21), welcher hinter eine umlaufende Seitenfläche (10, 17, 23) des Käfigs (3) elastisch schnappend angeordnet ist, gebildet sind.

2. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenfläche(n) des Käfigs (3) durch die eine bzw. durch die beiden Seitenwände (17) einer in die Mantel- bzw. Bohrungsfläche des Käfigs (3) eingearbeiteten Ringnut (16) gebildet ist (sind).

3. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenfläche(n) des Käfigs (3) durch eine Schulterfläche (10, 23) einer in die Bohrungsfläche bzw. Mantelfläche des Käfigs (3) eingearbeiteten, umlaufenden Stufe gebildet ist (sind).

4. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Halteelement(e) (9, 14) mit einem zwischen dem Außen­ ring (1) und dem Innenring (2) abdichtenden Dich­ tungsring (8) verbunden ist (sind).

5. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Halteelement(e) (14, 19) aus einem Elastomerkunststoff gefertigt und mit dem bzw. den Vorsprüngen (15, 21) einstückig verbunden ist (sind).

6. Radialwälzlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Vorsprünge (15) infolge eigener Elastizität gegen die gegenüberstehende Seitenfläche (17) des Käfigs (3) mit Vorspannung andrückend angeordnet ist (sind).