DE4007452A1 - Lagerkaefig - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lagerkäfig, insbesondere für Wälz­ lager, mit einem Axialschlitz, wobei die einen Abstand zuein­ ander aufweisenden und den Axialschlitz bildenden Käfigenden in Umfangsrichtung elastisch federnd sind.

Derart ausgebildete Lagerkäfige werden in Wälzlager, insbeson­ dere Nadellager und dergleichen eingebaut. Ferner können derart ausgebildete Käfige mit den dazugehörigen Wälzlagerkörpern zur Lagerung z. B. von Zahnrädern oder dergleichen verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß bei stillstehenden Lagern, d. h. wenn zwischen der Außenschale und der Innenschale des Lagers keine Relativbewegung stattfindet, aufgrund von Erschütterungen so­ genannte Riffeln bzw. Riffelungen in den Laufflächen der Lager entstehen. Diese Riffeln verursachen eine erhöhte Geräuschbil­ dung und führen aufgrund eines erhöhten Verschleißes zu einem vorzeitigen Ausfall des Lagers. Es wird dadurch versucht Abhilfe zu schaffen, indem die Lagerkäfige mit axialen Schlitzen ver­ sehen werden, so daß der Lagerkäfig mit Spiel in Umfangsrichtung zwischen den beiden Lagerschalen sitzt. Hierdurch wird ein Wandern des Käfigs mit den darin befestigten Wälzlagerkörpern ermöglicht, so daß dieser bei einem Stillstand des Lagers im Lager allmählich umläuft.

Mit der DE-PS 33 99 008 werden verschiedene Formen dieses Axial­ schlitzes vorgestellt, die jedoch den Nachteil aufweisen, daß entweder zusätzliche Verbindungsmittel oder aufwendige Anfor­ mungen an den Käfigenden im Bereich des Schlitzes erforderlich sind. Oftmals ist auch der für die Vermeidung der Riffelung notwendige Bewegungsspielraum der Käfigenden in Umfangsrichtung nicht ausreichend. Ferner weisen diese Lagerkäfige den Nachteil auf, daß die Käfigenden bei unsachgemäßer Handhabung der Lager­ käfige übereinanderstehen, so daß eine maschinelle Montage dieser Käfige nicht möglich ist, da die Käfigenden nicht die richtige Position zueinander besitzen, so daß es zu Störungen des Produktionsablaufes kommt.

Es wurde mit dem DE-GM 87 15 732 versucht, Abhilfe zu schaffen, indem zwischen den beiden Käfigenden elastische Stege vorgesehen werden. Über diese elastischen Stege sind die beiden Käfigenden einstückig miteinander verbunden, so daß sie nicht mehr über­ einanderstehen können. Diese Ausbildung weist jedoch den Nach­ teil auf, daß die Elastizität des Lagerkäfigs vermindert wird.

Wird eines der Käfigenden dieser Ausführungsform des Lagerkäfigs unsachgemäß in radialer Richtung übermäßig ausgelenkt, so be­ steht die Gefahr, daß zumindest einer der elastischen Stege durchbricht. Wird dieser beschädigte Lagerkäfig eingebaut, so besteht die Gefahr, daß der abgerissene Steg unter Umständen zwischen Lauffläche und Wälzlagerkörper gelangen kann, wodurch Lagerschäden entstehen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lagerkäfig bereitzustellen, mit dem eine Riffelung der Laufflächen des Lagers verhindert, der einfach hergestellt und der maschinell montiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das eine Käfigende wenigstens einen Vorsprung und das andere Käfigende wenigstens eine Ausnehmung aufweist und der Vorsprung und die Ausnehmung in Umfangsrichtung sich teilweise überlappend ausgebildet sind. Vorteilhaft entspricht die Dicke des sich überlappenden Bereiches maximal der Dicke des Lagerkäfigs.

Die Enden des erfindungsgemäßen Lagerkäfigs weisen einen Vor­ sprung bzw. eine Ausnehmung auf, die derart angeordnet sind, daß der Vorsprung in der Ausnehmung liegt, wobei sich der Vor­ sprung in Umfangsrichtung erstreckt, bzw. die Aufnahme in Um­ fangsrichtung angeordnet ist. In radialer Draufsicht auf den Axialschlitz des Lagerkäfigs liegen die beiden Käfigenden zwar nebeneinander, jedoch überlappen sich die an den Käfigenden vorgesehenen Vorsprünge und Ausnehmungen, indem die Vorsprünge in die Ausnehmungen des anderen Käfigendes eingreifen. Dabei ist jedoch sichergestellt, daß die Dicke des Lagerkäfigs bei­ behalten wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Käfigenden nach wie vor geteilt sind, d. h. keine sie miteinander verbin­ denden Elemente aufweisen, wodurch die Elastizität des ge­ schlitzten Lagerkäfigs erhalten bleibt. Durch die Überlappung des Vorsprungs und der Ausnehmung in Umfangsrichtung ist gewähr­ leistet, daß die beiden Käfigenden selbst in der Umfangsebene gehalten werden, d. h. durch eine unsachgemäße Handhabung nicht übereinandergeschoben werden, und somit die Möglichkeit der maschinellen Montage gewährleistet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Vorsprung und die Ausnehmung korrespondierend ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, daß das eine Käfigende über dessen Ausnehmung bzw. Vorsprung sicher vom anderen Käfigende über dessen Vor­ sprung bzw. Ausnehmung gehalten wird, wobei jedoch eine Relativ­ bewegung der beiden Käfigenden in Umfangsrichtung nach wie vor gewährleistet ist, indes aber ein Übereinanderschnappen der beiden Käfigenden verhindert wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Vorsprung als Feder ausgebildet. Dadurch, daß die Ausnehmung als Nut ausgebildet ist, kann auf einfache Weise eine Nut-Feder-Verbin­ dung hergestellt werden, die eine relative Bewegung der beiden Käfigenden in der Nut-Feder-Verbindungsebene, die in Umfangs­ richtung verläuft, erlaubt. Nut-Feder-Verbindungen haben sich bewährt, da sie einerseits leicht herstellbar sind, andererseits aber robust und störunanfällig sind. Bei einem Ausführungsbei­ spiel ist die Feder an einer in den Axialschlitz ragenden Nase vorgesehen und verläuft in Umfangsrichtung und springt in axia­ ler Richtung vor. Außerdem ist vorgesehen, daß die Nut an einer in den Axialschlitz ragenden Nase vorgesehen ist und in Umfangs­ richtung verläuft und in axialer Richtung die Ausnehmung auf­ weist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die beiden Käfigenden in Umfangsrichtung zueinander bewegbar sind, jedoch in axialer Richtung über die Nasen aneinander festgelegt sind. Außerdem sind sie in radialer Richtung über die Nut-Feder-Verbindung aneinander festgelegt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Nasen vor­ gesehen, wobei die Nasen, Nuten und Federn spiegelbildlich bezüglich der Mitte des Axialschlitzes angeordnet sind. Diese Ausgestaltung erlaubt eine gleichmäßige Abstützung der beiden Käfigenden aneinander, so daß Verspannungen vermieden werden. Insbesondere wird die eine Seite des einen Käfigendes z. B. in Richtung auf das Käfiginnere und die andere Seite desselben Käfigendes in der entgegengesetzten Richtung vom anderen Käfig­ ende abgestützt.

Bevorzugt weist die Nut einen rechteckigen, kreisabschnittsför­ migen, dreieckförmigen oder dergleichen Querschnitt auf. Über die Querschnittsform kann z. B. bestimmten Bewegungsrichtungen gezielt entgegengewirkt werden, so daß bereits durch die Quer­ schnittsform der Nut bzw. der Feder eine hohe Sicherheit gegen eine ungeeignete Bewegung der beiden Käfigenden erreicht wird.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausnehmung als Absatz ausgebildet. In diesen Absatz greift der Vorsprung des anderen Käfigendes, und wird über den Absatz in radialer Richtung abgestützt, wohingegen er nach wie vor in Umfangsrich­ tung beweglich im Absatz geführt ist. Bevorzugt sind zwei Ab­ sätze vorgesehen, wobei ein Absatz an der Käfiginnenseite und der andere Absatz an der Käfigaußenseite angeordnet ist. Hier­ durch wird erreicht, daß das in den beiden Absätzen sich befin­ dende jeweils andere Käfigende sicher gegen einen radialen Versatz gehalten wird.

Mit Vorteil sind die Absätze jeweils an den seitlichen Enden des Axialschlitzes vorgesehen. Hierdurch wird eine Verdrillung der beiden Käfigenden gegeneinander vermieden, d. h. die Form­ stabilität des Lagerkäfigs erhöht.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungs­ beispiele, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Lagerkäfigs;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Axialschlitz des Lager­ käfigs in Richtung II gemäß Fig. 1;

Fig. 3a-3b einen Schnitt III-III gemäß Fig. 2, zwei bevor­ zugte Ausführungsformen einer Nut-Feder-Verbin­ dung zeigend;

Fig. 4 eine Draufsicht entsprechend der der Fig. 2 auf eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt V-V gemäß Fig. 4; und

Fig. 6 einen Schnitt IV-IV gemäß Fig. 4, jeweils einen in einen Absatz ragenden Vorsprung zeigend.

In der Fig. 1 ist in Seitenansicht ein insgesamt mit 1 bezeich­ neter Lagerkäfig wiedergegeben, der einen insgesamt mit 2 be­ zeichneten Axialschlitz aufweist. Andeutungsweise sind mehrere Wälzlagerkörper 3 wiedergegeben, die in speziellen Aufnahmen im Lagerkäfig 1 festgelegt sind. Die Wälzlagerkörper 3 sind in der Regel gleichmäßig über den ganzen Umfang verteilt angeord­ net. Der Axialschlitz 2 hat die Aufgabe, die Elastizität des Lagerkäfigs 1 in Umfangsrichtung U zu erhöhen, was dadurch erreicht wird, daß nunmehr die beiden Käfigenden 4 und 5 (siehe Fig. 2) in Richtung der Pfeile 6 und 7 beweglich sind. Durch den Axialschlitz kann der Durchmesser des Lagerkäfigs 1 gering­ fügig variiert werden. Hierdurch wird der Lagerkäfig 1 in Um­ fangsrichtung U elastisch, wodurch die Entstehung von Riffeln in den Abrollflächen des Lagers verhindert wird. Zur einfachen Bezugnahme und Verdeutlichung der Richtungsangaben ist in den Fig. 1 und 2 mit R die Radialrichtung, mit U die Umfangs­ richtung und mit A die Axialrichtung bezeichnet.

In der Fig. 2 sind außerdem die Wälzlagerkörper 3 erkennbar, die bei diesem Ausführungsbeispiel als Nadeln ausgebildet sind. Ferner ist zu erkennen, daß das Käfigende 4 mit zwei Nasen 8 und 9 versehen ist, die über das Käfigende 4 hervor und somit in den Axialschlitz 2 hineinragen. Entsprechend weist das andere Käfigende 5 zwei Nasen 10 und 11 auf, die ebenfalls das stirn­ seitige Ende des Käfigendes 5 überragen und somit in den Axial­ schlitz 2 hineinragen und zwischen die beiden Nasen 8 und 9 des anderen Käfigendes 4 zumindest teilweise eingreifen. Da die stirnseitigen Enden 13 der beiden Nasen 8 und 9 vom stirn­ seitigen Ende 12 und die beiden stirnseitigen Enden 14 der beiden Nasen 10 und 11 vom stirnseitigen Ende 15 des Käfigendes 4 einen Abstand aufweisen, sind die beiden Käfigenden 4 und 5 in Richtung der Pfeile 6 und 7 relativ zueinander beweglich. Diese Bewegungsrichtung entspricht der Umfangsrichtung U des Lagerkäfigs 1. Da die beiden Nasen 8 und 9 die beiden Nasen 10 und 11, in axialer Richtung A des Lagerkäfigs 1 gesehen, um­ greifen, sind die beiden Käfigenden 4 und 5 in axialer Richtung A relativ zueinander festgelegt. Die Festlegung der beiden Käfigenden 4 und 5 in radialer Richtung R zueinander wird durch eine Nut-Feder-Verbindung 16 erzielt, die jeweils zwischen den beiden Nasen 8 und 10 sowie 9 und 11 vorgesehen ist.

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine vergrößerte Wiedergabe dieser Nut-Feder-Verbindung 16. Dabei weist die Nase 8 eine Nut 17 und Nase 10 eine Feder 18 auf. Die Querschnittsform der Nut 17 und der korrespondierenden Feder 18 ist im wesentlichen kreis­ abschnittsförmig. Die Nut 17 und die Feder 18 verlaufen in Umfangsrichtung U, wobei der Eingriff der Feder 18 in die Nut 17 in axialer Richtung A erfolgt. Unter Überlappung in Umfangs­ richtung U wird verstanden, daß die beiden Käfigenden 4 und 5 in Umfangsrichtung U relativ zueinander beweglich sind, jedoch die Bewegung in radialer Richtung R blockiert ist.

Die in der Fig. 3b wiedergegebene Ausführungsform zeigt eine im Querschnitt rechteckförmige Nut 17 in der Nase 8 und eine entsprechend rechteckförmig ausgebildete Feder 18, die in Um­ fangsrichtung U an der Feder 10 angesetzt ist.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagerkäfigs 1 ist in der Fig. 4 wiedergegeben, wo die Nase 10 und entspre­ chend die Nase 11 eine als Absatz 19 ausgebildete Ausnehmung aufweist. Dabei sind die beiden Absätze 19 in den beiden Nasen 10 und 11 derart angeordnet, daß sie sowohl zu den beiden seit­ lichen Enden 20 und 21 als auch in Richtung des stirnseitigen Endes 12 geöffnet sind. Ferner ist der in der Fig. 4 oben wie­ dergegebene Absatz 19 radial von außen und der in der Figur unten wiedergegebene Absatz von innen her zugänglich. In diese beiden Absätze 19 greifen nun die als Vorsprung 22 ausgebildeten Nasen 8 und 9 ein. Dabei sind die Nasen 8 und 9 bzw. die Vor­ sprünge 22 derart ausgebildet, daß ihre stirnseitigen Enden mit Abstand zum stirnseitigen Ende 12 des Käfigendes 5 liegen. Entsprechend weisen die stirnseitigen Enden der Nasen 10 und 11 einen Abstand zum stirnseitigen Ende 15 des Käfigendes 4. Hierdurch wird gewährleistet, daß die beiden Käfigenden 4 und 5 in Umfangsrichtung U zumindest geringfügig beweglich sind. Die beiden Absätze 19 sind in die beiden Nasen 10 und 11 außer­ dem derart eingebracht, daß die beiden als Vorsprünge 22 aus­ gebildeten Nasen 8 und 9 die nicht ausgesparten Abschnitte der Nasen 10 und 11 axial zwischen sich aufnehmen. Diese Ausgestal­ tung bewirkt eine axiale Festlegung der beiden Käfigenden 4 und 5 aneinander. Die radiale Festlegung der beiden Käfigenden wird durch den jeweiligen Eingriff der Vorsprünge 22 in die beiden Absätze 19 bewirkt, wobei der in der Fig. 4 wiedergege­ bene Vorsprung 22 radial von außen in den Vorsprung 19 und der in der Fig. 4 unten wiedergegebene Vorsprung 22 radial innen den Vorsprung 19 eingreift. Die beiden erfindungsgemäßen Lager­ käfige 1, deren Käfigenden 4 und 5 den Vorsprung 22 bzw. die Nut 17 und den Absatz 19 bzw. die Feder 18 aufweisen, wobei diese Elemente sich in Umfangsrichtung U zumindest teilweise überlappend ausgebildet sind, ist sichergestellt, daß die beiden Käfigenden 4 und 5 sowohl in axialer Richtung A als auch in radialer Richtung R aneinander festgelegt sind jedoch in Um­ fangsrichtung U relativ zueinander beweglich sind.

Claims (12)

1. Lagerkäfig, insbesondere für Wälzlager, mit einem Axial­ schlitz, wobei die einen Abstand zueinander und einen Axialschlitz bildenden Käfigenden in Umfangsrichtung re­ lativ zueinander elastisch beweglich sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das eine Käfigende wenigstens einen Vorsprung (22, Nut 17) und das andere Käfigende wenigstens eine Ausnehmung (Feder 18, Absatz 19) aufweisen, und der Vor­ sprung (22, Nut 17) und die Ausnehmung (Feder 18, Absatz 19) sich in Umfangsrichtung teilweise überlappend ausge­ bildet sind.

2. Lagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des sich überlappenden Bereiches maximal der Dicke des Lagerkäfigs entspricht.

3. Lagerkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung und die Ausnehmung korrespondierend ausgebildet sind.

4. Lagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung als Feder (18) ausge­ bildet ist.

5. Lagerkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als Nut (17) ausgebildet ist.

6. Lagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) an einer in den Axialschlitz (2) ragenden Nase (10 bzw. 11) vorgesehen ist und in Umfangsrichtung (U) verläuft und in axialer Richtung (A) vorspringt.

7. Lagerkäfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17) an einer in den Axialschlitz (2) ragenden Nase (8 bzw. 9) vorgesehen ist und in Umfangsrichtung (U) verläuft und in axialer Richtung (A) die Ausnehmung auf­ weist.

8. Lagerkäfig nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Nasen (8 und 9 bzw. 10 und 11) vorgesehen sind, wobei die Nasen (8 und 9 bzw. 10 und 11), Nuten (17) und Federn (18) spiegelbildlich bezüglich der Mitte des Axial­ schlitzes (2) angeordnet sind.

9. Lagerkäfig nach Anspruch 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nut (17) einen rechteckigen, kreisabschnitts­ förmigen, dreieckförmigen oder dergleichen Querschnitt aufweist.

10. Lagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmung als Absatz (19) ausgebil­ det ist.

11. Lagerkäfig nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Absätze (19) vorgesehen sind, wobei ein Absatz (19) an der Käfiginnenseite und der andere Absatz (19) an der Käfigaußenseiten angeordnet ist.

12. Lagerkäfig nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absätze (19) jeweils an den seitlichen Enden (20, 21) des Axialschlitzes (2) vorgesehen sind.