DE3928913C2 - Wälzlagerkäfig - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig aus nachgiebigem, flexiblem Material mit den Merkmalen des Patentanspruchs.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Mittel zum Verbinden der beiden Enden eines einstückigen, jedoch geschlitzten Käfigs. Auch Halter oder andere Aufnahmen für Wälzkörper sowie Abstandsglieder, die ähnliche Ausbildungen aufweisen, fallen unter die Erfindung. Diese ist insbesondere zur Verwendung in der Automobiltechnik geeignet.

Im Stand der Technik gibt es Druckschriften, z. B. US-PS 43 97 507, die Verriegelungseinrichtungen für ringförmige Lagerkäfige mit einem durchgehenden axialen Trennschlitz offenbaren, wobei Begrenzungsflächen mit gegenseitig entsprechenden Vorsprüngen und Vertiefungen vorgesehen sind, die die Enden bzw. die Begrenzungsflächen der Trennschlitze formschlüssig miteinander verbinden und die einen hakenartigen Vorsprung an einer Begrenzungsfläche aufweisen, der in eine entsprechende Vertiefung an der anderen Begrenzungsfläche einschnappt. Hierbei werden die Begrenzungsflächen des Rings in Umfangsrichtung aufeinander zu bewegt. Gleichzeitig wird dabei ein weiterer Vorsprung in eine Vertiefung eingeführt, wodurch die beiden Ringenden unlösbar miteinander verbunden sind. Hierbei wirken die Verriegelungselemente in Umfangsrichtung des Ringkäfigs. Diese bekannte Käfigstruktur kann nur durch eine radiale Ziehformtechnik hergestellt werden, die verhältnismäßig aufwendig und teuer ist. Eine Herstellung mittels des billigeren Axialziehverfahrens ist nicht möglich.

Der Erfindung am nächsten kommt der Stand der Technik nach der DE-OS 20 41 342. Hiernach weist der Käfig an seinen Begrenzungsflächen am Trennschlitz erste und zweite vertiefte und vorragende Elemente auf, die derart ineinander eingreifen, daß sie die durch den Trennschlitz gebildeten Enden des Käfigrings miteinander gegen eine Relativbewegung in Radialrichtung und in einer Axialrichtung verriegeln. Dieser bekannte Wälzlagerkäfig ist mittels axialer Ziehformtechniken herstellbar.

Beim Einsatz in Wälzlagern wird der Käfig jedoch nicht nur in Radial- und Axialrichtung belastet, sondern z. B. aufgrund der rotierenden Bewegung einer Welle ganz wesentlich auch in Umfangsrichtung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die beiden Enden an dem Trennschlitz des Ringkäfigs auch gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung miteinander zu verriegeln.

Durch die Erfindung wird somit ein Wälzlagerkäfig geschaffen, bei dem die beiden Enden an dem Trennschlitz auch gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung miteinander verriegelbar sind. Dabei greifen die Enden des Rings formschlüssig ineinander ein, so daß der Ring im zusammengefügten Zustand wie ein einstückiger, geschlossener Ring benutzt werden kann. Darüber hinaus kann es für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein, die Enden des Rings wieder voneinander zu lösen, z. B. um den Wälzkäfig von einer Welle zu entfernen. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Rings ist insbesondere vorteilhaft, wenn er nicht in axialer Richtung zu einer Welle befestigt oder von dieser gelöst werden kann.

Ein weiterer Wälzlagerkäfig mit einem durchgehenden axialen Trennschlitz ist aus der US-PS 4 239 304, insbesondere Fig. 12 bis 14, bekannt. Hierbei hat jedes Ende des Rings nur ein einziges, zentral angeordnetes Verriegelungselement, das gleichzeitig das vorragende und das vertiefte Verriegelungselement darstellt, indem es an seiner aixal inneren Oberfläche einen axial gerichteten Vorsprung und in Umfangsrichtung daneben eine Vertiefung aufweist. Die Vorsprünge sind schmaler als die danebenliegenden Vertiefungen, so daß in Umfangsrichtung ein Spiel ergibt, um den Durchmesser des Käfigs erweitern oder vermindern zu können. Es tritt also in Umfangsrichtung nicht eine formschlüssige Verriegelung ein. Hierbei gibt es nur gleichwertige Verriegelungselemente an den Begrenzungsflächen mit nur axial inneren Oberflächen. Es greift nicht ein Vorsprung eines ersten vorragenden Verriegelungselements in eine Vertiefung in einer axial äußeren Oberfläche eines zweiten Verriegelungselements ein.

Demgegenüber weist der erfindungsgemäße Wälzlagerkäfig an jeder Begrenzungsfläche seines Rings zwei unterschiedliche Verriegelungselemente auf, nämlich ein von dieser Begrenzungsfläche nur vorragendes und ein gegenüber dieser Begrenzungsfläche nur vertieftes Verriegelungselement. An einer Begrenzungsfläche sind die beiden Verriegelungselemente jeweils axial und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Sie haben demgemäß eine axial innere Oberfläche an dem vorragenden Verriegelungselement und eine axial äußere Oberfläche an dem vertieften Verriegelungselement.

Aufgrund des durchgehenden axialen Trennschlitzes kann der erfindgungsgemäße Wälzlagerkäfig in eine C-förmige Stellung geöffnet werden, um den Einbau zu erleichtern, beispielsweise um eine Welle herum. Der Trennschlitz gestattet es auch, beispielsweise zur Installation in einem äußeren Laufteil, die eine Begrenzungsfläche des Trennschlitzes radial nach innen unter die andere zu drücken, um den Durchmesser des Rings zunächst zu vermindern und dann die beiden Begrenzungsflächen in Eingriff miteinander zu bringen.

Die beiden Begrenzungsflächen am Trennschlitz sind so ausgebildet, daß sie einen Verriegelungseingriff miteinander bilden, der axiale, radiale und umfangsmäßige Bewegungen verhindert oder begrenzt. Jeder der beiden Begrenzungsflächen hat vorragende Verriegelungselemente und entsprechende vertiefte Verriegelungselemente. Zum Verriegeln werden die Begrenzungsflächen zuerst leicht in axialer Richtung gegeneinander verschoben, dann in Umfangsrichtung aufeinander zu bewegt und schließlich in der anderen axialen Richtung wieder gegeneinander verschoben oder freigegeben, wodurch die erfindungsgemäßen Vorsprünge in die entsprechenden Vertiefungen eingeführt werden. Durch Umkehrung dieser Bewegungen können die Begrenzungsflächen wieder voneinander gelöst werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgen­ den Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine bruchstücksweise perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Käfigs;

Fig. 2 ist eine bruchstücksweise perspektivische Ansicht eines vorragenden Verriegelungselements des in Fig. 1 gezeigten Käfigs bei einem Blick radial nach innen auf die äußere Oberfläche des Käfigs;

Fig. 3 ist eine bruchstücksweise perspektivische Ansicht ähnlich von Fig. 2 eines anderen vorragenden Verriegelungselements mit einem vorspringenden Teil, das eine gegenüber der Fig. 2 abgewandelte Form hat;

Fig. 4 ist eine bruchstücksweise Schnittansicht des gleichen Käfigs nach der Linie 4-4 in Fig. 1;

Fig. 5 ist eine bruchstücksweise perspektivische Ansicht eines Käfigs gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das bevorzugte Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Käfigs ein ringförmiges Glied 10 auf, das eine Vielzahl von Wälzkörpern 13 (Fig. 4) sowie eine Vielzahl von Taschen 20, einen Schlitz 30 und zwei Enden 40 und 50 aufweist. Jede Tasche 20 weist einen äußeren ringförmigen Endrand 22 und einen inneren ringförmigen Endrand 24 auf. Die Endränder 22 und 24 sind durch Querstege 26 miteinander verbunden. Der Schlitz 30 gestattet es, den Ring 10 in eine C-förmige Ge­ stalt zu öffnen, um den Einbau des Rings um eine innere Lauffläche oder eine Welle (nicht dargestellt) zu erleichtern. Das Ende 40 hat ein männliches oder vorragendes Verriegelungselement 42, ein weibliches oder vertieftes Ver­ riegelungselement 44 und eine flache Endfläche 46. Das Ende 50 hat auch ein männliches oder vorragendes Verriegelungselement 52, das so gestaltet ist, daß es zu dem Element 44 paßt, ein weibliches oder vertieftes Verriegelungs­ element 54, das zur Aufnahme des Elements 42 gestaltet ist, und eine flache Endfläche 56, die zu der Fläche 46 paßt, um einen bündigen Sitz mit der Fläche 46 zu bilden, wenn die Enden 40 und 50 miteinander verriegelt sind. Wenn die Enden auf diese Weise verriegelt sind, bildet das vorragende Ele­ ment 42 einen engen Sitz mit dem vertieften Element 54, und das vertiefte Element 44 bildet in gleicher Weise einen festen Sitz mit dem vorragenden Element 52. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, haben die vorragenden Elemente 42 und 52 Vorsprünge 48 und 58, die jeweils eine halbkreisförmige Gestalt haben. Fig. 3 veranschaulicht eine mögliche Abwandlung dieser Gestalt mit einem ab­ gewandelten Vorsprung 33. Andere abgewandelte Formen oder Gestalten könnten auch den gewünschten Zweck erfüllen, solange die Vorsprünge 48 und 58 die Funktion ausführen können, die Enden 40 und 50 miteinander zu verriegeln.

Wie Fig. 4 zeigt, ist der Querschnitt jeder Tasche 20 so gestaltet, daß er eine nach innen und nach außen gerichtete radiale Bewegung der Wälzkörper 13 begrenzt, wobei es sich beispielsweise um Nadelrollen handelt. Zwei repräsen­ tative Rollen 13 sind in zwei Taschen 20 in Fig. 4 gezeigt. Wie bereits erwähnt, könnten die Taschen 20 unterschiedliche Querschnittsprofile haben, die nur eine radial nach innen gerichtete Bewegung oder nur eine radial nach außen gerichtete Bewegung begrenzen würden. In diesem Fall kann der Ring 10 als Halteglied oder Aufnahmeglied für die Wälzkörper dienen. Alternativ könnte jede Tasche 20 eine Gestalt haben, die weder eine nach innen noch eine nach außen gerichtete radiale Bewegung begrenzt, sondern die stattdessen nur einen Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Wälzkörpern schafft. In diesem Fall würde der Ring 10 als Trennglied oder Abstandsglied dienen. Die Verwen­ dung des Begriffs "Käfig" schließt auch Gestaltungen des Rings 10 ein, die auch als Halte- oder Aufnahmeglied oder als Trenn- oder Abstandsglied verwen­ det werden könnten.

Fig. 5 veranschaulicht schließlich ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Käfigs, das Verriegelungselemente ähnlich denjenigen von Fig. 1 verwendet, das aber unterschiedliche Gestaltungen der Taschen aufweist. Der Ring 60 hat einen Schlitz 62, Taschen 70 und zwei Enden 80 und 90. Das Ende 80 trägt ein männliches oder vorragendes Verriegelungselement 82, ein weibliches oder ver­ tieftes Verriegelungselement 84 und eine flache Endfläche 86. Das Ende 90 trägt ebenso ein männliches oder vorragendes Verriegelungselement 92, das so gestaltet ist, daß es zu dem Element 84 paßt, ein weibliches oder vertieftes Verriegelungselement 94, das zur Aufnahme des Elements 82 gestaltet ist, und eine flache Endfläche 96, die zu der Endfläche 86 paßt, um einen bündigen Sitz mit der Fläche 86 zu bilden, wenn die Enden 80 und 90 miteinander verrie­ gelt sind. Wenn die Enden auf diese Weise verriegelt sind, bildet das vor­ ragende Element 82 einen dichten Sitz mit dem vertieften Element 94, und das vertiefte Element 84 bildet in gleicher Weise einen dichten Sitz mit dem vorragenden Element 92. Die vorragenden Elemente 82 und 92 können andere Formen haben, als z.B. für die Elemente 42 und 52 in Fig. 2 und 3 gezeigt, solange sie nur sich mit den vertieften Verriegelungselementen 94 bzw. 84 verriegeln können. Die Taschen 70 sind durch zwei Endränder 72 und 74 be­ grenzt, die nur durch eine radiale Ziehformtechnik und nicht durch ein axiales Ziehverfahren ausgebildet werden können. Mit Ausnahme der Endränder 72 und 74 sind die Ringe 10 und 60 sonst in jeder anderen Beziehung gleich.

Weitere Abwandlungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels, zusätzlich zu den in Fig. 3 und 5 gezeigten Abwandlungen, können vorgenommen werden. Solche Abwandlungen schließen die Verwendung mehrerer Reihen von Rollen oder Wälz­ körpern statt einer einzigen Reihe ein. Zusätzlich können mehrfache Sätze von Verriegelungselementen in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung ver­ wendet werden, statt nur eines Satzes, wie er in den Fig. 1 und 5 gezeigt ist. Mehrfache Sätze von Verriegelungselementen in Umfangsrichtung könnten verwendet werden, wenn der Ring mehr als einen Schlitz hat. Mehrfache axiale Sätze von Verriegelungselementen könnten verwendet werden, wenn der Ring mehr als eine Reihe von Rollen oder Wälzkörpern aufweist.

Claims (1)

1. Wälzlagerkäfig, hergestellt aus nachgiebigem flexiblem Material, der folgende Merkmale aufweist:

   • - zwei ringförmige Endränder (22, 24);
   • - mehrere, die Endränder (22, 24) miteinander verbindende Querstege (26);
   • - mehrere durch die Endränder (22, 24) und die Querstege (26) gebildete Taschen (20), die Wälzkörper (13) aufnehmen;
   • - wenigstens einen durchgehenden axialen Trennschlitz (30), der erste (40) und zweite (50) Begrenzungsflächen aufweist;
   • - die erste Begrenzungsfläche (40) der Endränder (22, 24) weist ein erstes vorragendes Verriegelungselement (42) und ein erstes vertieftes Verriegelungselement (44) auf;
   • - die zweite Begrenzungsfläche (50) der Endränder (22, 24), weist ein zweites vorragendes Verriegelungselement (52) und ein zweites vertieftes Verriegelungselement (54) auf;
   • - das erste vorragende Verriegelungselement (42) greift formschlüssig in das zweite vertiefte Verriegelungselement (54) ein;
   • - das zweite vorragende Verriegelungselement (52) greift formschlüssig in das erste vertiefte Verriegelungselement (44) ein, wodurch die ersten und zweiten Begrenzungsflächen (40, 50) miteinander gegen eine Relativbewegung in Radialrichtung und in mindestens einer Axialrichtung verriegelt sind;
   • - die Endränder (22, 24), die Querstege (26) und die ersten und zweiten Begrenzungsflächen (40, 50) sind so gestaltet, daß der Käfig unter Verwendung von axialen Ziehformtechniken herstellbar ist;
   • - das erste vorragende Verriegelungselement (42) ist gegenüber dem ersten vertieften Verriegelungselement (44) axial und in Umfangsrichtung versetzt;
   • - das zweite vorragende Verriegelungselement (52) ist gegenüber dem zweiten vertieften Verriegelungselement (54) axial und in Umfangsrichtung versetzt;
   • - das erste vorragende Verriegelungselement (42) weist an seiner axial inneren Oberfläche einen Vorsprung (48) auf, der in eine zugehörige Vertiefung in der axial äußeren Oberfläche des zweiten vertieften Verriegelungselements (54) formschlüssig eingreift;
   • - und das zweite vorragende Verriegelungselement (52) weist an seiner axial inneren Oberfläche einen Vorsprung (58) auf, der in eine zugehörige Vertiefung in der axial äußeren Oberfläche des ersten vertieften Verriegelungselements (44) formschlüssig eingreift, wodurch die ersten und zweiten Begrenzungsflächen (40, 50) miteinander gegen eine Relativbewegung in Umfangsrichtung verriegelt sind.