Schaeffler KG Industriestr. 1 - 3, 91074 Herzogenaurach

Bezeichnung der Erfindung

Wälzlagerkäfig mit vereinfachtem Einbau der Wälzkörper

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig mit einer Vielzahl von Wälzkörpertaschen zur Aufnahme von Wälzkörpern, welche durch mindestens einen Seitenring und einer Vielzahl von Stegen gebildet sind, wobei sich die Stege (03) von zumindest einer Seitenfläche des Seitenrings (02) ausgehend in axialer Richtung erstrecken.

Wälzlager bestehen aus einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind. Zur Führung der Wälzkörper ist die Verwendung von Wälzlagerkäfigen bekannt. Diese Käfige sorgen dafür, dass sich die Wälzkörper untereinander nicht berühren oder gegenläufig aneinander reiben und gewährleisten durch eine gleichmäßige Verteilung der Wälzkörper im Lager die Lastverteilung. Außen- und Innenring können mit so ge- nannte Borden für den Wälzlagerkäfig versehen sein.

Aus der DE 100 37 138 C1 ist es bekannt, einen zur Aufnahme von Zylinderrollen dienenden Wälzlagerkäfig mit mindestens einer Unterbrechungsstelle zu versehen, wobei sich die beiden Enden des Wälzlagerkäfigs an der Unterbrechungsstelle in Umfangsrichtung überlappen und komplementär so zueinander ausgespart sind, dass sie im verbundenen Zustand zusammen die Breite des Wälzlagerkäfigs ergeben. Die Enden des Wälzlagerkäfigs sind im montiertem Zustand an der Unterbrechungsstelle durch ein Befestigungselement oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Auf diese Weise kann die Montage des Wälzlagerkäfigs in eine Nut eines Außenrings bzw. Innen- rings eines Wälzlagers durch Aufweitung bzw. Zusammendrücken des Wälzlagerkäfigs erfolgen. Die vorgesehene Unterbrechungsstelle dient somit lediglich zur Montage des bereits mit Wälzkörpern versehenen Wälzlagerkäfigs in einen Lagerring.

In der DE 196 35 137 A1 ist ein Wälzlagerkäfig für zylindrische Wälzkörper beschrieben, bei dem die zur Aufnahme der Wälzkörper dienenden Wälzkörpertaschen an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten mit einer axialen Ausnehmung versehen sind. Auf diese Weise soll bei der Montage des Wälzlagers ein axialer Versatz zwischen Wälzkörper und Wälzkörpertasche ausgeglichen werden, welcher zu einer Beschädigung des Wälzlagerkäfigs beim radialen Einstoßen der Wälzkörper führen könnte. Durch die Ausnehmung wird eine Zentrierfläche gebildet, die ein Einfädeln des Wälzkörpers in die Wälzkörpertasche ermöglicht. Dabei gleitet der Wälzkörper zunächst mit einem Teil seiner Umfangsfläche in die Ausnehmung ein und wird beim tiefe- rem radialen Vordringen in axialer Richtung nach links bzw. nach rechts in seine endgültige Lage verschoben.

Bei der Montage der Wälzlager müssen die Wälzkörper zwischen den Außen- und den Innenring in den Wälzlagerkäfig, zum Beispiel mittels Hammer, eingeschlagen werden. Problematisch bei dieser Vorgehensweise ist, dass es dabei häufig zu Beschädigungen an den Lagerlaufflächen bzw. am Wälzlagerkäfig selbst kommt.

Solche Schäden führen beim Lagerbetrieb schnell zu Ausfällen, wenn beispielsweise aus dem Wälzlagerkäfig ausgeschlagenes Material in den Laufbahnbereich gelangt.

Zur Erleichterung der Montage ist es bekannt, den Außenring des Wälzlagers an seinem Bord mit einem Ausbruch in Form der einzuführenden Wälzkörper zu versehen, über welchen die Wälzkörper in den Wälzlagerkäfig eingebracht werden. Der Ausbruch muss dabei so ausgestaltet sein, dass beim Lagerbetrieb ein Herausfallen der Wälzkörper durch diesen Ausbruch in je- dem Fall vermieden werden kann. Der Ausbruch darf demnach nicht zu groß gewählt werden. Zum Einbringen der Wälzkörper muss daher auch bei dieser Lösung eine gewisse Kraft aufgewendet werden, was wiederum zu Beschädigungen des Wälzlagerkäfigs bzw. der Lagerringe führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Wälzlagerkäfig zur Verfügung zu stellen, der eine vereinfachte Montage der Wälzkörper ermöglicht, wobei Beschädigungen an den Lagerlaufflächen und dem Wälzlagerkäfig während der Montage vermieden werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Wälzlagerkäfig, bei dem der Seitenring an mindestens einer Stelle durchtrennt ist. Die durchtrennten Enden sind dabei jeweils über ein Einstellmittel, vorzugsweise eine Verschraubung miteinander verbunden. Durch Betätigen der Schraube kann die Durchmesserweite des Wälzlagerkäfigs verändert werden.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sich die Wälzkörper in einen derart ausgestalteten Wälzlagerkäfig wesentlich einfacher montieren lassen. Dadurch, dass die Durchmesserweite des Wälzlagerkäfigs während der Montage vergrößert werden kann, ist ein problem- loses Einbringen der Wälzkörper möglich. Die Durchmesserweite kann dabei so eingestellt werden, dass nur eine reduzierte bzw. gar keine Druckkraft zum Einführen der Wälzkörper erforderlich ist. Die Wälzkörper können somit

ohne Stoßbeanspruchung in die Käfigtaschen eingebracht werden. Auf diese Weise lassen sich Beschädigungen an den Lagerlaufflächen und am Wälzlagerkäfig selbst wirksam vermeiden, was zu einer Erhöhung der Zuverlässig und der Wälzlagerlebensdauer führt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich die Stege von beiden Seitenflächen des Seitenrings ausgehend in axialer Richtung. Ein derart ausgebildeter Wälzlagerkäfig kann für zweireihige Wälzlagerungen verwendet werden.

Von Vorteil ist es, wenn der Wälzlagerkäfig einen Anschlag zur Begrenzung der Schraubenöffnung aufweist. Nach einer weitergebildeten Ausführungsform hat sich die Verwendung eines Stifts für den Anschlag als besonders zweckmäßig erwiesen. Durch den Anschlag kann die maximal mögliche Schraubenöffnung vorgegeben werden. Dadurch kann eine zu große öffnungsweite des Wälzlagerkäfigs vermieden werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wälzlagerkäfig in ein Wälzlager, welches ein Innenbord und kein Außenbord aufweist, eingebaut. Bei Wälzlagerungen ohne Außenbord kann der Wälzlagekäfig und der Innenring soweit gegenüber dem Außenring verschwenkt werden, dass die Schraube von außen zugänglich wird. Mit einem geeigneten Betätigungswerkzeug kann nun die Durchmesserweite des Wälzlagerkäfigs durch Betätigen der Schraube vergrößert werden. Die Wälzkörper können im Anschluss daran eingebracht werden. Nachfolgend wird die Durchmesserweite des Wälzlagerkäfigs durch entgegengesetzte Betätigung der Schraube wieder reduziert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Wälzlagerkäfig in ein Wälzlager, welches zumindest ein Außenbord aufweist, eingebaut. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn bei einer weitergebildeten Ausführung der Außenring des Wälzlagers mit einer Bohrung versehen ist. In diese Bohrung kann ein Betätigungselement zur Betätigung der Schraube

eingeführt werden. Bei Wälzlagern mit Außenbord lassen sich Wälzlagerkäfig und Innenring nicht ohne weiteres gegenüber den Außenring verschwenken. Um dennoch eine Durchmesserweiteneinstellung des Wälzlagerkäfigs zu ermöglichen, ist es daher erforderlich, einen entsprechenden Zugang zur Schraube zu schaffen. Die hierzu in den Außenring des Wälzlagers eingebrachte Bohrung kann nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform auch zum Einbringen von Schmiermitteln in das Wälzlager dienen. Denkbar wäre allerdings auch, dass eine bereits im Außenring vorhandene Schmiermittelbohrung zum Einführen des Betätigungswerkzeugs dient.

Sofern der Käfig aus elastischem Material gefertigt ist, wird sich der Seitenring beim Lösen der Schraube zumeist selbsttätig öffnen. Die Durchmesseraufweitung kann aber auch durch das Einsetzen der Wälzkörper hervorgerufen werden, wenn die Schraube ausreichend gelockert ist. Bei größeren Bau- formen kann es aber auch hilfreich sein, ein Federelement zwischen den Enden des durchtrennten Seitenrings anzuordnen, welches diese aufspreizt, wenn die Schraube gelockert wird.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfiη- düng ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs;

Fig. 2 eine 3D-Darstellung des in ein zweireihiges Wälzlager eingebauten erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs;

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Wälzla- gerkäfigs 01. Der Wälzlagerkäfig 01 umfasst zumindest einen Seitenring 02 und zahlreiche Stege 03 (siehe Fig. 2), die sich von beiden Seitenflächen des Seitenrings 02 ausgehend in axialer Richtung erstrecken. Die von dem

Seitenring 02 und den Stegen 03 gebildeten Wälzkörpertaschen dienen zur Aufnahme von Wälzkörpern 04 (siehe Fig. 2). Ein derartiger Wälzkörperkäfig eignet sich insbesondere zur Verwendung mit kugelförmigen bzw. Wälzkörpern, die in kalottenförmigen Käfigtaschen gehalten sind. Insbesondere bei Ausführungsformen zur Aufnahme von tonnenförmigen Wälzkörpern ist der Wälzlagerkäfig bei einreihigen Lagerungen mit zwei parallelen Seitenringen und zwischen diesen verlaufenden Stegen ausgestattet. Bei zweireihigen Lagerungen umfasst der Wälzlagerkäfig in diesem Fall drei parallele Seitenringe.

Der Seitenring 02 ist an einer Stelle 05 durchtrennt. Möglich ist auch ein Durchtrennen des Seitenrings 02 an mehreren Stellen. Die durchtrennten Enden sind über eine Schraube 06 miteinander verbunden. Durch Betätigen der Schraube 06 über ein geeignetes Betätigungswerkzeug werden die durchtrennten Enden voneinander fort bzw. zueinander hin bewegt. Dadurch vergrößert bzw. verringert sich der Durchmesser des Wälzlagerkäfigs 01. Zur Begrenzung der Schraubenöffnung ist ein Stift 07 vorgesehen, der als Anschlag für die Schraube 06 dient. Durch den Stift 07 kann der maximale Durchmesser des Wälzlagerkäfigs 01 vorgegeben werden. Als Schraube kann beispielsweise eine Inbusschraube (Innensechskantschraube) zum Einsatz kommen. Inbusschrauben zeichnen sich durch eine besonders leichte Zugänglichkeit von außen aus.

Fig. 2 zeigt eine 3D-Darstellung des in ein zweireihiges Wälzlager eingebau- ten erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs. Der die durchtrennte Stelle 05 aufweisende Bereich ist geschnitten dargestellt. Die gezeigte Ausführungsform des Wälzlagerkäfigs 01 weist einen Seitenring 02 auf. Von beiden Seitenflächen des Seitenrings 02 ausgehend erstrecken sich zahlreiche Stege 03 in axialer Richtung. Seitenring 02 und Stege 03 bilden zur Aufnahme von Wälzkörpern 04 dienende Wälzkörpertaschen.

Der Wälzlagerkäfig 01 ist bereits mit Wälzkörpern 04 befüllt und befindet sich zwischen Innen- und Außenring 08, 09 des Wälzlagers. Das Einbringen der Wälzkörper 04 erfolgte dabei wie im Folgenden beschrieben. Zunächst wurde die Schraube 06 über ein geeignetes Betätigungselement, beispiels- weise einen Inbusschlüssel, betätigt. Der Zugang zur Schraube 06 wird dabei in Abhängigkeit vom verwendeten Lagertyp auf verschiedene Art und Weise hergestellt. Als Wälzlager kann ein mit einem Innenbord und ohne Außenbord versehenes Wälzlager eingesetzt werden. Bei Wälzlagern ohne Außenbord können Wälzlagerkäfig 01 und Innenring 08 in Bezug zum Au- ßenring 09 verschwenkt werden. Auf diese Weise wird die an der durchtrennten Stelle 05 angeordnete Schraube 06 von außen zugänglich und kann über das Betätigungselement betätigt werden. Kommen dagegen Wälzlager mit Außenbord zum Einsatz kann ein derartiges Verschwenken von Wälzlagerkäfig 01 und Innenring 08 nicht erfolgen. Um dennoch einen Zugang zur Schraube 06 herstellen zu können, ist es daher erforderlich eine zusätzliche Bohrung in den Außenring 09 einzubringen. Durch diese Bohrung kann das Betätigungswerkzeug eingeführt werden. Die Bohrung kann gleichzeitig auch zum Einbringen von Schmiermitteln in das Wälzlager dienen. Es ist natürlich auch möglich eine bereits vorhandene Schmiermittel- bohrung zu verwenden, falls sie zum Einführen des Betätigungselements entsprechend ausgestaltet ist.

Beim Lösen der Schraube 06 bewegen sich die durchtrennten Enden voneinander weg. Der Durchmesser des Wälzlagerkäfigs 01 vergrößert sich. Die durchtrennten Enden können sich solange voneinander wegbewegen bis die Schraube 06 am Stift 07 anschlägt. Die Wälzkörper 04 können nun problemlos in die Wälzlagertaschen eingeführt werden. Durch die realisierte Aufweitung des Wälzlagerkäfigs 01 ist es hierzu nicht mehr erforderlich einen besonders großen Druck auf die Wälzkörper 04 auszuüben. Dadurch kann eine Beschädigung des Wälzlagerkäfigs 01 und der Lagerringe 08, 09 während der Montage der Wälzkörper 04 vermieden werden. Nachdem sämtliche Wälzkörper 04 eingeführt sind, wird die Schraube 06 wieder in ihre Aus-

gangsstellung zurückbewegt. Hierbei bewegen sich die durchtrennten Enden wieder aufeinander zu, und zwar so lange bis sie aneinander anstoßen. Der Wälzlagerkäfig 01 weist nun wieder seine normale Durchmesserweite auf. Die Schraube 06 wird fest angezogen, um ein späteres Lockern zu vermei- den. Dazu kann auch ein selbstblockierendes Gewinde verwendet werden, oder die Schraube wird mit Kleber oder anderen Sicherungsmitteln gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert. Bei der Bauform ohne Außenbord werden Wälzlagerkäfig 01 und Innenring 08 nun wieder in ihre ursprüngliche Lage eingeschwenkt.

Bezugszeichenliste

Wälzlage rkaf ig

Seitenring

Stege

Wälzkörper durchtrennte Stelle

Schraube

Stift

Innenring des Wälzlagers

Außenring des Wälzlagers