DE8029266U1

DE8029266U1 - Käfig für ein Kugellager

Info

Publication number: DE8029266U1
Application number: DE8029266U
Authority: DE
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1979-11-08
Publication date: 1982-08-12

Description

► · · 4

• ■ a ι

Beschreibung:

Kugellager besitzen üblicherweise einen inneren und einen äußeren Laufring sow^Le mehrere dazwischen angeordnete Kugeln; die Kugeln werden durch einen Käfig in ihrer richtigen Betriebslage gehalten. Es ist in der Praxis üblich, den Käfig aus zwei gleichen zusammengefügten, aus Metall gestanzten Teilen herzustellen. Das Metall kann je nach den Erfordernissen Stahl oder Messing sein. Messingkäfige zeigen ein besseres Betriebsverhalten als Stahlkäfige, sind jedoch wesentlich teurer.

Käfige können als "gleitende" (land-riding) Käfige oder als nichtgleitende Käfige (bei denen die Kugeln gleiten) ausgebildet sein. Bei den gleitenden Käfigen stehen Käfigabschnitte mit dem inneren und äußeren Laufring des Lagers in Berührung, was eine schwingungs- und stoßdämpfende Wirkung mit sich bringt. Ein Nachteil der gleitenden Käfige ist die Reibung an der Gleitfläche zum äußeren Laufring. Zur Verringerung dieser Reibung wurden die Käfige - zumindest bei hochwertigen Lagern - aus Messingstatt aus Stahlstanzteilen hergestellt. Die Kosten solcher Messingkäfige sind jedoch wesentlich größer als die von'Stahlkäfigen.

Die Erfindung, durch die diese Nachteile vermieden werden sollen, ist in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit ein gleitender Käfig für Kugellager aus Stahlstanzteilen hergestellt, die mit einem

• · · I

• ·

Überzug aus thermoplastischem Nylon, beispielsweise "Nylon 11" beschichtet werden. Der erfindungsgemäß ausgebildete Käfig besitzt die Vorteile von Messingkäfigen, bei erhöhter Lebensdauer unter ungünstigen Schmierbedingungen sowie bei wesentlich verringerten Herstellungskosten. Es hat sich gezeigt, daß die mit Nylon beschichteten Stahlkäfige bei praktisch keiner oder nur sehr geringer Abnutzung eine beträchtliche Zeitspanne weiterarbeiten, nachdem sich die ursprüngliche Schmierung verbraucht hat.

Das Nylon kann als Pulver auf die Stahlstanzteile aufgebracht werden und wird dadurch gehärtet, daß es auf eine höhere Temperatur erwärmt wird. Der Überzug liegt in der Größenordnung von 0,0635 - 1,27 mm, vorzugsweise 0,0635 - 0,203 mm, besitzt eine Schmelztemperatur in der Größenordnung von 235° C, einen Reibbeiwert in der Größenordnung von 0,4 sowie eine Shore-D-Härte in der Größenordnung von 70 - 71.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Kugellagers mit einem Käfig;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Käfigs;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Käfig in Blickrichtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2.

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 ist ein Kugellager 10 dargestellt, das einen inneren Laufring 12, einen äußeren

Il 1 t

»111

— 6 —

Laufring 14 sowie mehrere dazwischen angeordnete Kugeln 16 aufweist. Die Kugeln 16 werden im Lager von einem gleitenden Käfig 18 - in bestimmten Abständen - gehalten; der Käfig 18 besteht aus gleichen Teilen 20, die durch Nieten 20 miteinander verbunden sind.

Der Käfig 18 ist in den Fig. 2 und 3 genauer dargestellt. Wie bereits erwähnt, ist der Käfig 18 aus zwei gleichen Teilen 20 zusammengesetzt, die von sich durch öffnungen 24 erstreckenden Nieten 22 zusammengehalten werden. Die Teile werden üblicherweise durch Stanzen aus Blechmaterial hergestellt. Wie dargestellt, ist jeder Teil 20 ein Ring mit auf Abstand zueinander angeordneten gekrümmten Wänden 26, die im zusammengebauten Zustand Taschen jeweils zur Aufnahme einer Kugel 16 bilden. Zwischen den gekrümmten Wänden 26 befinden sich weitere Ausnehmungen 30, die von der vernieteten Wand 32 sowie einer darüberliegenden Wand 34 gebildet werden; die Wand 34 gleitet auf dem äußeren Laufring 14 des Kugellagers 10. Die Ausnehmungen 30 dienen zur Aufnahme von Schmiermittel; Lager, wie sie beschrieben wurden, werden meistens bereits in der Herstellerfabrik vorgeschmiert. Die Teile 20 werden beschichtet, d.h. mit einem Überzug 36 aus einem thermoplastischen Polyamid überzogen, beispielsweise "Nylon 11", das z.B. von der RiIsan Corporation, Glen Rock, New Jersey 07452 hergestellt wird. Der überzug wird als Pulver entweder in einem elektrostatischen Verfahren oder einem Strömungsbett-Verfahren aufgebracht, und zwar mit einer Dicke von 0,0635 mm (0,0025 inch) bis 1,27 mm (0,050 inch) und vorzugsweise zwischen 0,0635 mm (0,0025 inch) und 0,2032 mm (0,008 inch), und er wird bei einer Temperatur im Bereich von 205⁰C bis 235°C (400-450⁰F)

»ι ti

1*111· · · * · «4

— 7 —

olzen. Die Daten für den Nylon 11 - Überzug ergeben sich nem Prospekt der Rilsan Corporation wie folgt:

I · I III

Eigenschaft

Funktional Engineering

Prüfmethode

Teilchengröße Strömungsbett Elektrostatisch

60-200 0-80 60-200
0-80

Alpine Luftstrahl Sieb A200

Mindestfilm Dicke

Strömungsbett Elektrostatisch

0,203 mm 0,076 mm 0,203 mm
0,076 mm

ASTM D-1005

überzug von 100% Verwendung
(ft.²/mil/lb.)

Härte (Shore "D")

160 185

70

1728 χ 10^a

62.4 χ 144 χ sp.gr.

Spez.Gewicht bei 23°C	1	1	,20	182	1,04	ASTM	D-792
Scheinbare Dichte	0	0	,51	0,9	0,49	ASTM	1895-69
Schmelzpunkt	82	°-185°C	°-185°C	ASTM	D-2117-64
Wasserabsorption	,9	- 1,2	- 1,2	ASTM	D-570-63

ASTM D-2240

E genschaft

Abriebfestigkeit (Taber, Rad, CS-17, 1 kg Last) Gewichtsverlust nach 1000
Umdrehungen

Funktional

Engineering

15 mg

mg

Prüfmethode

ASTM D-1044-56

Reibbeiwert (Überzug auf Stahl) Statisch Dynamisch

0,289 0,190

0,382
0,277

ASTM D-1894-63

Zugfestigkeit

(psi) auf gegossenen Platten

6200

5900

ASTM D-638

Längung auf ....

63%

31%

ASTM D-882

Linearer Expansionsbeiwert

8,1x10"⁵/°C

8,8x10~⁵/°C

ASTM D-696

Eigenschaft

Funktional

Engineering

Prüfmethode

Stoßfestigkeit (bis zu 160 in.-lbs.) Direkt und umgekehrt

ausgezeichnet ausgezeichnet

Gardner Stoß verfahren

Entflammbarkeit in./see.

0,4 bei 19 mils 0,2 bei 19 mils ASTM D-1433

Dielektrische Festig-

° keit

"■ bei 20⁰C ο

_-*" 65% RH
'. ι

,^: überzugdicke:

0,076 mm 0,127 mm 0,203 mm 0,432 mm 0,712 mm

4,62 KV

7,06 KV

9,93 KV

15,34 KV

22,92 KV 4,91 KV 7,51 KV

10,56 KV 16,32 KV 24,38 KV

Eigenschaft

Funktional

ehem. Resistenz	A
A=gut, X=schlecht	A
starke Alkalien	X
schwache " ♦ · · ·	A
t » .«.. starke Säuren • · ·	A
·"·· schw. Säuren	A
·;···; Fett, öl	A
• '""" chlorierte Lö- ! sungsmittel	A
; " r- Alkohole	A
. . ι "....- aromatische Lö sungsmittel	A
Meereswasser	A
Witterungseinflüsse
kochendes Wasser

Engineering

A A X A A

A A

A A A A

Prüfmethode

ASTM D-543

■ · » β

Zusammenfassung:

Ein Kugellager mit einem inneren und äußeren Laufring sowie mehreren dazwischen angeordneten Kugeln. Die Kugeln werden durch einen Käfig auf Abstand gehalten; der Käfig ist aus zwei zusammengefügten gleichen Teilen hergestellt, besteht aus Stahl, vorzugsweise Stahlstampflingen, und ist mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem Nylon,wie z.B. Nylon 11, beschichtet.

Claims

1. Kugellager mit einem Innenlaufring, einem Außenlaufring, einer dazwischen angeordneten Reihe von Kugeln, und einem außen zentrierten Käfig aus Blech, bestehend aus zwei symmetrischen Käfighälften, die abwechselnd zur Bildung von Kugeltaschen dienende gekrümmte Teile sowie ebene, zur gegenseitigen Verbindung dienende Anlageflächen aufweisen und an ihrem äußeren Rand zur Bildung am Außonlaufring gleitenden Führungsflächen rechtwinkelig nach auswärts umgebördelt sind, wobei die gekrümmten Teile jeder Käfighälfte zwischen sich mit Schmiermittel gefüllte Schmiermitteltaschen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighälften (20) mit einem überzug (36) aus Kunststoff mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,0635 bis 1,2700 mm, einem Reibbeiwert von weniger als 0,4 sowie einer Shore-D-Härte von 70 bis 71 versehen ist.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (36) eine Dicke in der Größenordnung von 0,0635 bis 0,203 mm (0,0025 bis 0,008 inch) besitzt.

3. Kugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststofff (36) ein thermoplastischer Kunststoff ist.

4. Kugellager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff (36) verfestigtes Nylonpulver ist.

igellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß is Nylon (36) Nylon 11 ist.