WO2021069013A1 - Zweiteiliger lagerkäfig sowie wälzlager mit einem solchen lagerkäfig - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a two-part bearing cage according to the preamble forming the features of claim 1, which is particularly advantageously applicable to Ril ball bearings for high speeds. Furthermore, the invention relates to a rolling bearing with such a two-part bearing cage.
- Such steel rivet cages are known for example from the documents DE 925 203 A and DE 88 16 173 U1 and consist of two identical ring halves made of sheet steel with molded pocket halves and connecting webs arranged therebetween, which are connected to one another by rivets.
- Such steel rivet cages are primarily characterized by good running properties and low manufacturing costs and are suitable for operating temperatures greater than 130 ° C. and for high speeds.
- Plastic snap cages on the other hand, consist of a circumferential side ring with pocket webs extending axially away from this on one side, which merge into two elastically flexible pocket claws which are spaced apart from one another through a space, which in pairs form several cage pockets surrounding the balls and are for example from the publications DE 199 37 664 A1 and DE 10 2009 013 978 A1 be known.
- Such plastic snap cages are mainly manufactured from thermoplastics by injection molding and are distinguished due to good running and sliding properties as well as suitability for operating temperatures from -30 ° to + 130 ° C.
- the cage bar subsegments designed as long segments have a length corresponding to about 95% to 100% of the width of the bearing cage, while the cage bar subsegments designed as short segments only have a length corresponding to approximately 40% to 45% of the width of the bearing cage.
- the two-part bearing cage designed according to the invention is also characterized in that the cage web sub-segments formed as long segments from about 55% of their length each have a step in their material thickness to about half the height of the cross-section of the base body, while the cage web sub-segments designed as short segments initially have a material thickness corresponding to the height of the cross section of the base body and taper in the direction of the cage center axis.
- plug-in pins and the pin pockets can alternatively also be designed with a trapezoidal cross-section, so that the plug-in pins can then additionally be supported in the pin pockets when they expand due to centrifugal force.
- the assembly of the cage halves to form a complete bearing cage is carried out in such a way that the cage halves with their cage web sub-segments facing each other are initially offset by a cage pocket in the circumferential direction, so that the cage webs designed as long segments Partial segments of one cage half are arranged exactly opposite the cage web part segments, which are designed as short segments, of the other cage half.
- the cage halves are then moved axially towards one another, the locking lugs sliding along the undersides of the cage web subsegments designed as short segments and the plug-in pins sliding over the upper sides of the cage web subsegments designed as long segments.
- An expedient development of the two-part bearing cage designed according to the invention is furthermore that additional recesses are formed both in the upper sides of the cage web sub-segments designed as short segments and in the upper sides of the cage web subsegments designed as long segments, which are designed to reduce the weight or the mass of the cage web subsegments are provided.
- These preferably rectangular recesses are preferably formed axially in the center next to the base bodies of the cage halves in the cage web subsegments and have the effect that the centrifugal forces acting on these cage web subsegments during bearing operation are reduced to a minimum.
- the undersides of the cage web sub-segments designed as Langseg are not formed with such recesses, since here the centrifugal forces acting on these cage web subsegments are used to reinforce the locking connection between the cage halves.
- the length of the locking grooves in the ring-shaped base bodies of both cage halves in the circumferential direction is greater than the width of the locking lugs on the cage web sub-segments, so that there are clearances on both sides of the locking lugs through which tangential loads on the locking lugs result Damage to the locking lugs can be avoided.
- the assembly of the cage halves and the lubricant feed to the cage pockets is significantly simplified by these free spaces and an expansion of the width tolerances of the locking lugs is made possible.
- the second part of the object is in a rolling bearing with an inner bearing ring, an outer bearing ring and a plurality of rolling elements rolling between the bearing rings on raceways, which are held by a bearing cage at regular intervals from each other, according to claim 10 ultimately inven tion still solved in this way that the bearing cage is designed as a two-part bearing cage with the features of claims 1 to 9.
- the two-part bearing cage designed according to the invention thus has the advantage over the two-part bearing cages known from the prior art that, due to the formation with cage web sub-segments, which are designed as long segments and short segments arranged alternately in the circumferential direction and extend over the full Extend the width of the complete Käfigste ge, having a dividing plane which is arranged in both cage halves outside of the middle of the cage pockets. Since the cage web sub-segments are also divided in such a way that, when the two cage halves are in the assembled state, they are arranged radially overlapping one another in pairs, the locking elements and locking receptacles also have sufficient stability against breakage in the event of a tangential load on the cage.
- FIG. 1 a three-dimensional representation of the two-part bearing cage according to the invention before the assembly of the two cage halves;
- FIG. 3 shows a plan view of one of the two cage halves of the two-part bearing cage designed according to the invention
- FIG. 4 shows the cross section AA according to FIG. 3 through one of the two cage halves of the two-part bearing cage according to the invention.
- a two-part bearing cage 1 for a Ril ball bearing can be seen, which consists of a first cage half 2 and a second cage half 3 designed identically to the first cage half 2.
- these cage halves 2, 3 each have an annular base body 4, 5 and a plurality of cage web subsegments 6, 7, 8, 9 extending axially therefrom, which on their Ends are formed with locking elements 10, 11, 12, 13, which engage in complementary locking receptacles 14, 15, 16, 17 in the respective other cage half 2, 3.
- the cage web subsegments 6, 8 formed as long segments after about 55% of their length Li each have a step 24, 25 in their material thickness to about half the height of the cross section of the base body 4 , 5, while the cage web subsegments 7, 9 formed as short segments initially have a material thickness corresponding to the height of the cross section of the base body 4, 5 and taper in the direction of the cage center axis.
- closure elements 10, 12 are formed at the ends of the cage web sub-segments 6, 8 designed as long segments by locking lugs protruding radially to the outer circumference of the cage, while the closure elements 11, 13 at the ends of the short segments trained cage web subsegments 7, 9 by rectangular plug-in pins are formed.
- the locking receptacles 14, 16 on the cage halves 2, 3 are on the one hand by below the cage web subsegments 7, 9 formed as short segments in the inner diameter of the annular basic body 4, 5, in cross-section wedge-shaped locking grooves and on the other hand by Steps 24, 25 formed on the cage web subsegments 6, 8 formed as long segments, molded-in pin pockets with a rectangular cross-section.
- FIG. 2 also shows that the locking receptacles 14, 15 designed as wedge-shaped locking grooves in the ring-shaped base bodies 4, 5 in relation to the width of the locking lugs on the cage web partial segments 8, 9 in the circumferential direction on both sides 32, 33, which are provided to reduce the circumferential load on the locking lugs and at the same time are designed as lubricant feed channels to the cage pockets 19.
- the two-part bearing cage 1 designed according to the invention can either be designed with cylindrical cage pockets 19 and can then be set as an outboard or inboard bearing cage 1 or can be designed with spherical cage pockets 19 and can then be used as a bearing cage 1 guided by rolling elements.
- the bearing cage is made of a thermoplastic material and can be produced in an open-close injection molding tool without complex radial slides.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Lagerkäfig (1), umfassend eine erste Käfighälfte (2) und eine zur ersten Käfighälfte (2) identisch ausgebildete zweite Käfighälfte (3), welche Käfighälften (2, 3) jeweils einen ringförmigen Grundkörper (4, 5) und eine Vielzahl sich davon axial erstreckender Käfigsteg-Teilsegmente (6, 7, 8, 9) aufweisen, die an ihren Enden mit Verschlusselementen (10, 11, 12, 13) ausgebildet sind, welche in komplementär ausgebildete Verschlussaufnahmen (14, 15, 16, 17) in der jeweils anderen Käfighälfte (2, 3) eingreifen, so dass bei Eingriff der Verschlusselemente (10, 11, 12, 13) der einen Käfighälfte (2, 3) in die Verschlussaufnahmen (14, 15, 16, 17) der jeweils anderen Käfighälfte (3, 2) komplette Käfigstege (18) gebildet werden, zwischen denen eine Vielzahl von Käfigtaschen (19) zur Aufnahme von Wälzkörpern angeordnet sind. Dieser zweiteilige Lagerkäfig zeichnet sich dadurch aus, dass die Käfigsteg-Teilsegmente (6, 7, 8, 9) an den Käfighälften (2, 3) als in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd angeordnete Langsegmente und Kurzsegmente ausgebildet sind, die sich über die volle oder nahezu volle Breite der kompletten Käfigstege (18) erstrecken im montierten Zustand beider Käfighälften (2, 3) sich paarweise radial überdeckend zueinander angeordnet sind.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Zweiteiliger Lagerkäfig sowie Wälzlager mit einem solchen Lagerkäfig
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Lagerkäfig nach den oberbegriffsbilden den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , welcher insbesondere vorteilhaft an Ril lenkugellagern für hohe Drehzahlen anwendbar ist. Des Weiteren betrifft die Er findung ein Wälzlager mit einem solchen zweiteiligen Lagerkäfig.
Hintergrund der Erfindung
In der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass die bei Rillenkugellagern am häufigsten verwendeten Käfigbauformen durch Stahlnietkäfige und Kunst- stoff-Schnappkäfige gebildet werden.
Derartige Stahlnietkäfige sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 925 203 A und DE 88 16 173 U1 bekannt und bestehen aus zwei identischen Ring hälften aus Stahlblech mit angeformten Taschenhälften und dazwischen ange ordneten Verbindungsstegen, die durch Niete miteinander verbunden sind. Sol che Stahlnietkäfige zeichnen sich vor allem durch gute Laufeigenschaften und niedrige Herstellungskosten aus und sind für Betriebstemperaturen größer 130° C und für hohe Drehzahlen geeignet.
Kunststoff-Schnappkäfige bestehen dagegen aus einem umlaufenden Seiten ring mit sich einseitig axial von diesem weg erstreckenden Taschenstegen, die in jeweils zwei elastisch nachgiebige und durch einen Zwischenraum zueinan der beabstandete Taschenkrallen übergehen, welche jeweils paarweise mehre re die Kugeln örtlich umgreifende Käfigtaschen bilden und sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 199 37 664 A1 und DE 10 2009 013 978 A1 be kannt. Solche Kunststoff-Schnappkäfige werden hauptsächlich im Spritzgieß verfahren aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt und zeichnen sich
durch gute Lauf- und Gleiteigenschaften sowie eine Eignung für Betriebstempe raturen von -30° bis +130° C aus.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass die bekannten Kunststoff-Schnapp- käfige bei hohen Drehzahlen dazu neigen, sich insbesondere durch die auf die freien Enden der Taschenkrallen wirkenden Fliehkräfte radial nach außen zu verformen. Dadurch verändert sich die ursprüngliche Taschengeometrie in nach teiliger Weise derart, dass es zu einer erhöhten Reibung am Käfig-Wälzkörper- kontakt und damit verbunden zu einer Mangelschmierung und einer erhöhten Betriebstemperatur kommt, die zu einem vorzeitigen Verschleiß und letztendlich zum Ausfall des Käfigs und des gesamten Wälzlagers führt.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es beispielsweise durch die DE 10 2010 007 789 A1 und durch die DE 10 2015 220 363 A1 bekannt, den einteiligen Kunststoff-Schnappkäfig durch einen die Steifigkeit des Käfigs erhöhenden zwei teiligen Klippkäfig zu ersetzen, bei dem zwei mit jeweils einer Taschenhälfte und einer Steghälfte identisch ausgebildete Käfighälften über komplementäre Ver schlusselemente und Verschlussaufnahmen miteinander verbunden werden, so dass bei Eingriff der Verschlusselemente der einen Käfighälfte in die Verschluss aufnahmen der jeweils anderen Käfighälfte komplette Käfigstege gebildet wer den, zwischen denen eine Vielzahl von Käfigtaschen zur Aufnahme von Wälz körpern angeordnet sind.
Bei dem Lagerkäfig gemäß DE 10 2010 007 789 A1 werden dabei die Ver schlusselemente durch in Verlängerung jeder zweiten Steghälfte angeformte Hal terungen mit endseitigen Rastklinken gebildet, die in unterhalb jeder zweiten Steg hälfte eingearbeitete und als Aufnahmen mit endseitigen Rastnuten ausgebilde te Verschlussaufnahmen eingeschoben werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Rastnasen in radiale Richtung in die Rastnuten einschnappen, so dass diese Verbindung bei im Lagerbetrieb wirkenden Fliehkräften noch verstärkt wird. Nachteilig ist hingegen, dass ein derart ausgebildeter Lagerkäfig nur für eine ge rade Anzahl an Kugeln geeignet ist und dass die Halterungen mit den Rastna-
sen im Lagerbetrieb auch tangential beansprucht werden und somit die Gefahr von Halterungsbrüchen verbunden mit einem kompletten Käfigausfall besteht.
Bei dem Lagerkäfig gemäß DE 10 2015 220 363 A1 werden dagegen die Ver schlusselemente und die Verschlussaufnahmen dadurch gebildet, dass die Kä fighälften an den Enden ihrer Steghälften mit einem axialen Zapfen und einer neben dem Zapfen angeordneten axialen Zapfenaufnahme ausgebildet sind. Dabei weist jede Zapfenaufnahme der einen Käfighälfte einen sich radial er streckenden Ringabschnitt auf, der sich bei Aufnahme des Zapfens der anderen Käfighälfte über den Zapfen erstreckt und so den Zapfen nach radial außen ent gegen den wirkenden Fliehkräften abstützt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die axiale Teilungsebene der Käfighälften genau in Höhe der axialen Mitte der Käfigtaschen und somit genau an der Stelle des Käfig-Wälzkörperkontakts an geordnet ist, so dass es beim betriebsbedingten Vor- und Nachlauf der Kugeln in den Wälzkörpertaschen zu einem erhöhten Käfigverschleiß kommen kann.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Stan des der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen zweiteiligen Lagerkäfig zu konzipieren, bei dem die Teilungsebene der beiden Käfighälften außerhalb der Mitte der Käfigtaschen angeordnet ist und bei dem die Verschlusselemente und Verschlussaufnahmen eine ausreichende Stabilität gegen Brüche bei tangentialer Käfigbelastung aufweisen. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Wälzlager mit einem zweiteiligen Käfig mit den ge nannten Eigenschaften zu konzipieren.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird der erste Teil dieser Aufgabe bei einem zweiteiligen La gerkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Käfig- steg-Teilsegmente an den Käfighälften als in Umfangsrichtung jeweils abwech selnd angeordnete Langsegmente und Kurzsegmente ausgebildet sind, die sich
über die volle oder nahezu volle Breite der kompletten Käfigstege erstrecken und im montierten Zustand beider Käfighälften sich paarweise radial überdeckend zueinander angeordnet sind.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs gemäß ausgebildeten zweiteiligen Lagerkäfigs werden in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten zweiteiligen Lagerkäfig vorgesehen, dass die als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente eine etwa 95% bis 100% der Breite des Lagerkäfigs ent sprechende Länge aufweisen, während die als Kurzsegmente ausgebildeten Kä- fig-steg-Teilsegmente nur eine etwa 40% bis 45% der Breite des Lagerkäfigs entsprechende Länge aufweisen.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebilde ten zweiteiligen Lagerkäfigs, dass die Unterseiten der als Langsegmente aus gebildeten Käfigsteg-Teilsegmente zumindest teilweise in einer Ebene mit dem Innendurchmesser ihrer ringförmigen Grundkörper angeordnet sind, während die Oberseiten der als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente zumindest teilweise in einer Ebene mit dem Außendurchmesser ihrer ringförmi gen Grundkörper angeordnet sind.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich der erfindungsgemäß ausgebildete zweiteilige Lagerkäfig darüber hinaus noch dadurch aus, dass die als Langsegmente aus gebildeten Käfigsteg-Teilsegmente nach etwa 55% ihrer Länge jeweils eine Stu fe in ihrer Materialstärke auf etwa die halbe Höhe des Querschnitts der Grund körper aufweisen, während die als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teil- segmente anfangs eine der Höhe des Querschnitts der Grundkörper entsprechen de Materialstärke aufweisen und sich in Richtung Käfigmittelachse verjüngen.
Nach den Ansprüchen 5 und 6 ist es bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten zweiteiligen Lagerkäfig des Weiteren vorgesehen, dass die Verschlusselemente
an den Enden der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente durch radial zum Käfigaußenumfang wegragende Rastnasen gebildet werden, während die Verschlusselemente an den Enden der als Kurzsegmente ausge bildeten Käfigsteg-Teilsegmente durch rechteckförmige Steckzapfen gebildet werden. Die Verschlussaufnahmen an den Käfighälften werden dementspre chend zum einen durch unterhalb der als Kurzsegmente ausgebildeten Käfig- steg-Teilsegmente in den Innendurchmesser der ringförmigen Grundkörper ein geformte, im Querschnitt keilförmige Rastnuten und zum anderen durch in die Stufen an den als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmenten ein geformte, im Querschnitt rechteckförmige Zapfentaschen gebildet. Anstelle des rechteckförmigen Querschnitts der Steckzapfen und der Zapfentaschen können diese alternativ jedoch auch mit einem trapezförmigen Querschnitt ausgebildet werden, so dass sich die Steckzapfen bei fliehkraftbedingter Aufweitung dann zusätzlich in den Zapfentaschen abstützen können.
Ausgehend von den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6 erfolgt die Montage der Käfighälften zu einem kompletten Lagerkäfig somit derart, dass die Käfighälften mit ihren Käfigsteg-Teilsegmenten zueinander weisend zunächst um eine Käfig tasche in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet werden, so dass die als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente der einen Käfighälfte genau gegenüber den als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmen- ten der anderen Käfighälfte angeordnet sind. Sodann werden die Käfighälften axial zueinander bewegt, wobei die Rastnasen an den Unterseiten der als Kurz segmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente entlang gleiten und die Steck zapfen über die Oberseiten der Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teil- segmente gleiten. Am Ende der Axialbewegung der Käfighälften rasten dann die Rastnasen beider Käfighälften radial in die am Innendurchmesser ihrer ringför migen Grundkörper angeordneten Rastnuten ein, während die Steckzapfen beider Käfighälften gleichzeitig axial in die in die Stufen an den als Langseg mente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmenten eingeformten Zapfentaschen ein gleiten. Beide Käfighälften sind somit ineinander verwunden und unlösbar mit einander verbunden.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten zweitei ligen Lagerkäfigs ist es nach Anspruch 7 des Weiteren, dass sowohl in die Ober seiten der als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente als auch in die Oberseiten der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente zusätzliche Aussparungen eingeformt sind, die zur Reduzierung des Gewichts bzw. der Masse der Käfigsteg-Teilsegmente vorgesehen sind. Diese vorzugs weise rechteckförmigen Aussparungen sind bevorzugt axial mittig neben den Grundkörpern der Käfighälften in die Käfigsteg-Teilsegmente eingeformt und bewirken, dass die im Lagerbetrieb auf diese Käfigsteg-Teilsegmente wirkenden Fliehkräfte auf ein Minimum reduziert werden. Die Unterseiten der als Langseg mente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente sind dabei nicht mit derartigen Aussparungen ausgebildet, da hier die auf diese Käfigsteg-Teilsegmente wir kenden Fliehkräfte zur Verstärkung der Rastverbindung zwischen den Käfighälf ten genutzt werden.
Als vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten zweiteiligen Lagerkäfigs wird es durch Anspruch 8 noch vorgeschlagen, dass die als keil förmige Rastnuten ausgebildeten Verschlussaufnahmen in den ringförmigen Grundkörpern in Bezug auf die Breite der Rastnasen an den Käfigsteg-Teilseg menten in Umfangsrichtung beidseitige Verlängerungen aufweisen, die zur Re duzierung der Umfangslast auf die Rastnasen vorgesehen und zugleich als Schmierstoffzuführkanäle zu den Käfigtaschen ausgebildet sind. Das bedeutet, dass die Länge der Rastnuten in den ringförmigen Grundkörpern beider Käfig hälften in Umfangsrichtung jeweils größer als die Breite der Rastnasen an den Käfigsteg-Teilsegmenten ist, so dass sich beidseitig der Rastnasen Freiräume ergeben, durch welche aus tangentialen Belastungen auf die Rastnasen resul tierende Beschädigungen der Rastnasen vermieden werden. Gleichzeitig wird durch diese Freiräume die Montage der Käfighälften sowie die Schmierstoffzu führung zu den Käfigtaschen wesentlich vereinfacht und eine Aufweitung der Breitentoleranzen der Rastnasen ermöglicht.
Schließlich ist es noch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungs gemäß ausgebildeten zweiteiligen Lagerkäfigs gemäß Anspruch 9, dass bei ei-
ner ungeraden Anzahl von Käfigtaschen jede Käfighälfte mit einem zusätzlichen Käfigsteg-Teilsegment ausgebildet ist, dessen Länge zumindest annähernd der halben Breite des Lagerkäfigs entspricht. Die Materialstärke dieser zusätzlichen Käfigsteg-Teilsegmente entspricht dabei bevorzugt der vollen Höhe des Quer schnitts ihrer ringförmigen Grundkörper, kann aber zur Reduzierung ihrer Mas se gegenüber ihren Grundkörpern zu ihren Enden hin auch abnehmend gestal tet werden. Sollte es also erforderlich sein, den Lagerkäfig mit einer ungeraden Anzahl an Käfigtaschen auszubilden, wird zwischen einem als Langsegment ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegment und einem als Kurzsegment ausgebilde ten benachbarten Käfigsteg-Teilsegment im Abstand einer Käfigtasche ein ge sondertes Käfigsteg-Teilsegment eingefügt, welches an seinen Enden in Um- fangsrichtung stufenförmig ausgebildet ist und somit zwar keine Verbindungs funktion zwischen den Käfighälften aber ebenfalls eine Teilungsebene außer halb der der Mitte der Käfigtaschen aufweist. Gleichzeitig wird durch die stufen förmige Ausbildung der Enden dieser gesonderten Käfigsteg-Teilsegmente eine Verstärkung der Verdrehsicherung zwischen den Käfighälften geschaffen.
Der zweite Teil der Aufgabe wird bei einem Wälzlager mit einem inneren Lager ring, einem äußeren Lagerring und einer Vielzahl zwischen den Lagerringen auf Laufbahnen abrollender Wälzkörper, die durch einen Lagerkäfig in gleichmäßi gen Abständen zueinander gehalten werden, nach Anspruch 10 letztlich erfin dungsgemäß noch derart gelöst, dass der Lagerkäfig als zweiteiliger Lagerkäfig mit den Merk-malen der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
Der erfindungsgemäß ausgebildete zweiteilige Lagerkäfig weist somit gegen über den aus dem Stand der Technik bekannten zweiteiligen Lagerkäfigen den Vorteil auf, dass er durch die Ausbildung mit Käfigsteg-Teilsegmenten, die als in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd angeordnete Langsegmente und Kurz segmente ausgebildet sind und sich über die volle Breite der kompletten Käfigste ge erstrecken, eine Teilungsebene aufweist, die bei beiden Käfighälften außer halb der Mitte der Käfigtaschen angeordnet ist. Da außerdem die Teilung der Käfigsteg-Teilsegmente derart erfolgt, dass diese sich im montierten Zustand beider Käfighälften paarweise radial überdeckend zueinander angeordnet sind,
weisen die Verschlusselemente und Verschlussaufnahmen auch eine ausrei chende Stabilität gegen Brüche bei tangentialer Käfigbelastung auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten zweitei ligen Lagerkäfigs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerkäfigs vor der Montage der beiden Käfighälften;
Figur 2 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerkäfigs nach der Montage der beiden Käfighälften;
Figur 3 eine Draufsicht auf eine der beiden Käfighälften des erfindungs gemäß ausgebildeten zweiteiligen Lagerkäfigs;
Figur 4 den Querschnitt A - A nach Figur 3 durch eine der beiden Käfig hälften des erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerkäfigs.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus den Figuren 1 und 2 geht deutlich ein zweiteiliger Lagerkäfig 1 für ein Ril lenkugellager hervor, der aus einer ersten Käfighälfte 2 und einer zur ersten Kä fighälfte 2 identisch ausgebildeten zweiten Käfighälfte 3 besteht. Diese Käfig hälften 2, 3 weisen, wie insbesondere in Figur 4 zu sehen ist, jeweils einen ring- förmigen Grundkörper 4, 5 und eine Vielzahl sich davon axial erstreckender Kä- figsteg-Teilsegmente 6, 7, 8, 9 auf, die an ihren Enden mit Verschlusselemen ten 10, 11 , 12, 13 ausgebildet sind, welche in komplementär ausgebildete Ver schlussaufnahmen 14, 15, 16 17 in der jeweils anderen Käfighälfte 2, 3 eingrei- fen. Somit werden bei Eingriff der Verschlusselemente 10, 11 , 12, 13 der einen Käfighälfte 2, 3 in die Verschlussaufnahmen 14, 15, 16, 17 der jeweils anderen Käfighälfte 3, 2 komplette Käfigstege 18 gebildet, zwischen denen eine Vielzahl von Käfigtaschen 19 zur Aufnahme von Wälzkörpern angeordnet sind.
Des Weiteren geht aus den Figuren 1 und 2 hervor, dass die Käfigsteg-Teilseg mente 6, 7, 8, 9 an den Käfighälften 2, 3 erfindungsgemäß als in Umfangsrich tung jeweils abwechselnd angeordnete Langsegmente und Kurzsegmente aus gebildet sind, die sich über die volle Breite der kompletten Käfigstege 18 erstre cken und im montierten Zustand beider Käfighälften 2, 3 sich paarweise radial überdeckend zueinander angeordnet sind. Die als Langsegmente ausgebilde ten Käfigsteg-Teilsegmente 6, 8 weisen dabei, wie aus den Figuren 2 und 4 er sichtlich ist, eine etwa 100% der Breite B des Lagerkäfigs 1 entsprechende Länge Li auf, während die als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilseg mente 7, 9 nur eine etwa 45% der Breite B des Lagerkäfigs 1 entsprechende Länge L2 aufweisen.
Durch die Figuren 1 und 3 wird darüber hinaus deutlich, dass die Unterseiten 20, 21 der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 6, 8 zu mindest teilweise in einer Ebene mit dem Innendurchmesser ihrer ringförmigen Grundkörper 4, 5 angeordnet sind, während die Oberseiten 22, 23 der als Kurz segmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 7, 9 zumindest teilweise in ei ner Ebene mit dem Außendurchmesser ihrer ringförmigen Grundkörper 4, 5 an geordnet sind.
Weiterhin ist in den Figuren 1 und 2 zu sehen, dass die als Langsegmente aus gebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 6, 8 nach etwa 55% ihrer Länge Li jeweils eine Stufe 24, 25 in ihrer Materialstärke auf etwa die halbe Höhe des Quer schnitts der Grundkörper 4, 5 aufweisen, während die als Kurzsegmente aus gebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 7, 9 anfangs eine der Höhe des Querschnitts der Grundkörper 4, 5 entsprechende Materialstärke aufweisen und sich in Rich tung Käfigmittelachse verjüngen.
Ebenso ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt, dass die Verschlusselemente 10, 12 an den Enden der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 6, 8 durch radial zum Käfigaußenumfang wegragende Rastnasen gebildet werden, während die Verschlusselemente 11 , 13 an den Enden der als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 7, 9 durch rechteckförmige Steckzapfen
gebildet werden. Dementsprechend werden die Verschlussaufnahmen 14, 16 an den Käfighälften 2, 3 zum einen durch unterhalb der als Kurzsegmente aus gebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 7, 9 in den Innendurchmesser der ringförmi gen Grundkörper 4, 5 eingeformte, im Querschnitt keilförmige Rastnuten und zum anderen durch in die Stufen 24, 25 an den als Langsegmente ausgebilde ten Käfigsteg-Teilsegmenten 6, 8 eingeformte, im Querschnitt rechteckförmige Zapfentaschen gebildet.
Außerdem ist in Figur 2 klar erkennbar, dass sowohl in die Oberseiten 22, 23 der als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente 7, 9 als auch in die Oberseiten 26, 27 der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilseg mente 6, 8 zusätzliche Aussparungen 28, 29, 30, 31 eingeformt sind, die zur Reduzierung des Gewichts bzw. der Masse der Käfigsteg-Teilsegmente 6, 7, 8, 9 vorgesehen sind. Diese vorzugsweise rechteckförmigen Aussparungen 28, 29, 30, 31 sind bevorzugt axial mittig neben den Grundkörpern 4, 5 der Käfig hälften 2, 3 in die Käfigsteg-Teilsegmente 6, 7, 8, 9 eingeformt und bewirken, dass die im Lagerbetrieb auf die Käfigsteg-Teilsegmente 6, 7, 8, 9 wirkenden Fliehkräfte auf ein Minimum reduziert werden.
Schließlich ist Figur 2 auch noch entnehmbar, dass die als keilförmige Rastnu ten ausgebildeten Verschlussaufnahmen 14, 15 in den ringförmigen Grundkör pern 4, 5 in Bezug auf die Breite der Rastnasen an den Käfigsteg-Teilsegmen- ten 8, 9 in Umfangsrichtung beidseitige Verlängerungen 32, 33 aufweisen, die zur Reduzierung der Umfangslast auf die Rastnasen vorgesehen und zugleich als Schmierstoffzuführkanäle zu den Käfigtaschen 19 ausgebildet sind.
Sollte es erforderlich sein, den Lagerkäfig 1 mit einer ungeraden Anzahl an Käfig taschen 19 auszubilden, werden zwischen zwei aus Käfigsteg-Teilsegmenten 6, 7, 8, 9 bestehenden Käfigstegen 18 zwei gesonderte Käfigsteg-Teilsegmente 34, 35 der in den Figuren 1 und 4 gezeigten Art eingefügt, dessen Materialstär ke der vollen Höhe des Querschnitts ihrer ringförmigen Grundkörper 4, 5 ent spricht und dessen Länge zumindest annähernd der halben Breite B des Lager-
käfigs 1 entspricht, wobei die Enden dieser Käfigsteg-Teilsegmente 34, 35 in Umfangsrichtung stufenförmig ausgebildet sind.
Lediglich erwähnt werden soll noch, dass der erfindungsgemäß ausgebildete zweiteilige Lagerkäfig 1 entweder mit zylindrischen Käfigtaschen 19 ausgebildet werden kann und dann als außen- oder innenbordgeführter Lagerkäfig 1 er setzbar ist oder mit sphärischen Käfigtaschen 19 ausgebildet werden kann und dann als wälzkörpergeführter Lagerkäfig 1 einsetzbar ist. In beiden Fällen be steht der Lagerkäfig dabei aus einem thermoplastischen Kunststoff und kann in einem Auf-Zu-Spritzgusswerkzeug ohne aufwändige Radialschieber hergestellt werden.
Bezugszeichenliste Lagerkäfig 21 Unterseite von 8 erste Käfighälfte 22 Oberseite von 7 zweite Käfighälfte 23 Oberseite von 9 Grundkörper von 2 24 Stufe an 6 Grundkörper von 3 25 Stufe an 8 Käfigsteg-Teilsegment an 4 26 Oberseite von 6 Käfigsteg-Teilsegment an 4 27 Oberseite von 8 Käfigsteg-Teilsegment an 5 28 Aussparungen in 22 Käfigsteg-Teilsegment an 5 29 Aussparung in 23 Verschlusselement an 6 30 Aussparung in 26 Verschlusselement an 7 31 Aussparung in 27 Verschlusselement an 8 32 Verlängerungen von 14 Verschlusselement an 9 33 Verlängerungen von 15 Verschlussaufnahme an 6 34 Käfigsteg-Teilsegment an 2 Verschlussaufnahme an 7 35 Käfigsteg-Teilsegment an 3 Verschlussaufnahme an 8 Verschlussaufnahme an 9 Li Länge von 6 und 8 Käfigstege von 1 \-2 Länge von 7 und 9 Käfigtaschen von 1 B Breite von 1 Unterseite von 6
Claims
1 . Zweiteiliger Lagerkäfig (1 ), umfassend eine erste Käfighälfte (2) und eine zur ersten Käfighälfte (2) identisch ausgebildete zweite Käfighälfte (3), welche Käfighälften (2, 3) jeweils einen ringförmigen Grundkörper (4, 5) und eine Vielzahl sich davon axial erstreckender Käfigsteg-Teilsegmente (6, 7, 8, 9) aufweisen, die an ihren Enden mit Verschlusselementen (10, 11 , 12, 13) ausgebildet sind, welche in komplementär ausgebildete Verschlussaufnah men (14, 15, 16 17) in der jeweils anderen Käfighälfte (2, 3) eingreifen, so dass bei Eingriff der Verschlusselemente (10, 11 , 12, 13) der einen Käfighälf te (2, 3) in die Verschlussaufnahmen (14, 15, 16, 17) der jeweils anderen Kä fighälfte (3, 2) komplette Käfigstege (18) gebildet werden, zwischen denen eine Vielzahl von Käfigtaschen (19) zur Aufnahme von Wälzkörpern ange ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsteg-Teilsegmente (6, 7, 8, 9) an den Käfighälften (2, 3) als in Umfangsrichtung jeweils abwech selnd angeordnete Langsegmente und Kurzsegmente ausgebildet sind, die sich über die volle oder nahezu volle Breite der kompletten Käfigstege (18) er strecken und im montierten Zustand beider Käfighälften (2, 3) sich paarweise radial überdeckend zueinander angeordnet sind.
2. Zweiteiliger Lagerkäfig (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente (6, 8) eine etwa 95% bis 100% der Breite (B) des Lagerkäfigs (1 ) entsprechende Länge (Li) aufweisen, während die als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilseg mente (7, 9) nur eine etwa 40% bis 45% der Breite (B) des Lagerkäfigs (1 ) entsprechende Länge (L2) aufweisen.
3. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseiten (20, 21) der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente (6, 8) zumindest teilweise in einer Ebene mit dem Innendurchmesser ihrer ringförmigen Grundkörper (4, 5) angeordnet sind, während die Oberseiten (22, 23) der als Kurzsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente (7, 9) zumindest teilweise in einer Ebe-
ne mit dem Außendurchmesser ihrer ringförmigen Grundkörper (4, 5) ange ordnet sind.
4. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Langsegmente ausgebildeten Käfig- steg-Teilsegmente (6, 8) nach etwa 55% ihrer Länge (Li) jeweils eine Stufe (24, 25) in ihrer Materialstärke auf etwa die halbe Höhe des Querschnitts der Grundkörper (4, 5) aufweisen, während die als Kurzsegmente ausgebil deten Käfigsteg-Teilsegmente (7, 9) anfangs eine der Höhe des Querschnitts der Grundkörper (4, 5) entsprechende Materialstärke aufweisen und sich in Richtung Käfigmittelachse verjüngen.
5. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusselemente (10, 12) an den Enden der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente (6, 8) durch radial zum Käfigaußenumfang wegragende Rastnasen gebildet werden, während die Verschlusselemente (11, 13) an den Enden der als Kurzseg mente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente (7, 9) durch rechteckförmige Steckzapfen gebildet werden.
6. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussaufnahmen (14, 16) an den Käfighälften (2, 3) zum einen durch unterhalb der als Kurzsegmente ausge bildeten Käfigsteg-Teilsegmente (7, 9) in den Innendurchmesser der ring förmigen Grundkörper (4, 5) eingeformte, im Querschnitt keilförmige Rast nuten und zum anderen durch in die Stufen (24, 25) an den als Langseg mente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmenten (6, 8) eingeformte, im Quer schnitt rechteckförmige Zapfentaschen gebildet werden.
7. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in die Oberseiten (22, 23) der als Kurz segmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmente (7, 9) als auch in die Ober seiten (26, 27) der als Langsegmente ausgebildeten Käfigsteg-Teilsegmen-
te (6, 8) zusätzliche gewichtsreduzierende Aussparungen (28, 29, 30, 31) eingeformt sind, durch welche die im Lagerbetrieb auf die Käfigsteg-Teilseg mente (6, 7, 8, 9) wirkenden Fliehkräfte auf ein Minimum reduzierbar sind.
8. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als keilförmige Rastnuten ausgebildeten Verschlussaufnahmen (14, 15) in den ringförmigen Grundkörpern (4, 5) in Bezug auf die Breite der Rastnasen an den Käfigsteg-Teilsegmenten (8, 9) in Umfangsrichtung beidseitige Verlängerungen (32, 33) aufweisen, die zur Reduzierung der Umfangslast auf die Rastnasen vorgesehen und zugleich als Schmierstoffzuführkanäle zu den Käfigtaschen (19) ausgebildet sind.
9. Zweiteiliger Lagerkäfig (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ungeraden Anzahl von Käfigtaschen (19) jede Käfighälfte (2, 3) mit einem zusätzlichen Käfigsteg-Teilsegment
(34, 35) ausgebildet ist, dessen Materialstärke der vollen Höhe des Quer schnitts ihrer ringförmigen Grundkörper (4, 5) entspricht und dessen Länge zumindest annähernd der halben Breite (B) des Lagerkäfigs (1) entspricht.
10. Wälzlager mit einem inneren Lagerring, einem äußeren Lagerring und einer
Vielzahl zwischen den Lagerringen auf Laufbahnen abrollender Wälzkörper, die durch einen Lagerkäfig in gleichmäßigen Abständen zueinander gehal ten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig als zweiteiliger Lagerkäfig (1) mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
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