Bezeichnung der Erfindung

Lagerkäfig

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lagerkäfig. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf einen Käfig für ein Zylinderrollenlager beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Lagerkäfig auch für andere Lagergattungen wie beispielsweise Tonnenlager oder Pendelrollenlager Anwendung finden kann.

Aus dem Stand der Technik sind Lagerkäfige bekannt, die sich aus zwei oder mehreren Käfigteilen zusammensetzen und die während der Montage zusammen gebaut werden. Dabei sind unterschiedliche Varianten derartiger zwei- oder mehrteiliger Käfige bekannt.

Eine aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit besteht darin, einen Massivkäfig vorzusehen, der aus einem Käfigkamm und einem Käfigdeckel besteht. Dabei wird der Deckel mit an dem Käfigkamm angefertigten Nieten warm vernietet. Dieser Vorgang wird am bereits fertig montierten Lager

durchgeführt. Ein Nachteil dieser Variante besteht darin, dass die Herstellkosten relativ hoch sind. Daneben ist, wie gesagt, in diesem Falle eine Käfigmontage am montierten Lager nötig. Daneben kann es auch zu Abreißen der jeweiligen Nietverbindungen kommen wodurch die Lebensdauer des Käfigs beeinträchtigt wird.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit besteht darin, den Käfig als Massivkäfig mit eingefräster Fensterkontur ausführen. Bei dieser Ausführung wird das Käfigfenster von außen mit einem Konturfräser oder Schaftfräser eingebracht. Damit muss bei dieser Lösung der Fräser alle Fenster einzeln nacheinander einfräsen. Zusätzlich müssen an den vier E- cken der Fenster Hinterstiche eingefräst werden, die den Käfigseitenrand unter Umständen schwächen. Damit bringt diese Variante eine zeitaufwändi- ge Bearbeitung mit sich.

Weiterhin ist es bekannt, beispielsweise für Tonnenlager Massivkäfige zur Verfügung zu stellen, wobei bei dieser Ausführung zwei Käfighälften mit Nieten miteinander verbunden werden. Dazu müssen die Käfighälften miteinander verpaart und gebohrt werden. Das Nietloch, das durch die Stege gebohrt wird darf die Festigkeit des Stegs nicht beeinträchtigten. Um dies zu erreichen, werden die Stege verhältnismäßig dick ausgeführt, was zu einer minimierten Umfangsauslastung führt. Daneben ist diese Art der Käfige in der Herstellung relativ teuer und kann nur vergleichsweise niedrige Tragzahlen bewältigen.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Massivkäfige für geteilte Pendelrollenlager bekannt, wobei ein Käfigdeckel mit Schneidschrauben auf die Stege des Käfigkammes aufgeschraubt wird. Auch hier besteht das Problem hoher Herstellungskosten sowie weiterhin das Problem, dass die Schneid- schrauben im Betrieb abreißen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lagerkäfig zur Verfügung zu stellen, der kostengünstig und vergleichsweise schnell herzustellen ist. Daneben soll eine einfache Montage des Lagerkä- figs und auch eine sichere bzw. einfache Handhabung während der Montage der Wälzkörper ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß durch einen Lagerkäfig nach Anspruch 1 und ein Montageverfahren nach Anspruch 11 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Lagerkäfig, insbesondere für ein Wälzlager, weist einen ersten Käfigabschnitt und einen zweiten Käfigabschnitt auf. Erfindungsgemäß weist der erste Käfigabschnitt wenigstens ein erstes Eingriffselement und der zweite Käfigabschnitt wenigstens ein zweites Eingriffsele- ment auf. Dabei können diese Eingriffselemente durch eine Relativbewegung des ersten Käfigabschnitts gegenüber dem zweiten Käfigabschnitt derart miteinander in Eingriff gebracht werden, dass eine wenigstens formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Käfigabschnitt und dem zweiten Käfigabschnitt entsteht.

Unter Käfigabschnitten werden Abschnitte verstanden, die zusammengesetzt den gesamten Lagerkäfig ergeben. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Käfigabschnitt und dem zweiten Käfigabschnitt wird erreicht, dass die beiden Käfigabschnitte insbesondere in Längsrichtung des Käfigs nicht unmittelbar d. h. ohne weitere zwischengeschaltete Bewegungsvorgänge voneinander getrennt werden können.

Vorzugsweise sind das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement derart beschaffen, dass die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Käfigabschnitt und dem zweiten Käfigabschnitt durch Drehung eines Käfigabschnitts um eine Längsachse des Käfigs erreicht wird. Dies bedeutet, dass der eine Käfigabschnitt relativ zu dem anderen Käfigabschnitt gegen-

über der Längsachse des Käfigs gedreht wird. Durch diese Drehung wird der Eingriff zwischen den Eingriffselementen bewirkt und damit verhindert, dass die beiden Käfigabschnitte durch Krafteinwirkung in Längsrichtung des Lagerkäfigs voneinander getrennt werden. Durch diese Anordnung der Ein- griffselemente erübrigen sich weitere Verbindungselemente wie Nietverbindungen oder Schraubverbindungen, die im Stand der Technik die oben beschriebenen Probleme mit sich bringen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Lagerkäfig zwei Käfigborde und eine Vielzahl von sich zwischen diesen Borden erstreckenden Stegen auf, wobei wenigstens ein Eingriffselement in einem Stegabschnitt dieser Stege angeordnet ist. Dies bedeutet, dass der Eingriff zwischen den Käfigabschnitten über wenigstens einen Stegabschnitt vermittelt wird. Bevorzugt sind alle Eingriffselemente in den jeweiligen Stegabschnitten der Stege vorgesehen. Dies bedeutet, dass ein Käfigabschnitt eine Vielzahl von ersten Stegabschnitten und der zweite Käfigabschnitt eine Vielzahl von zweiten Stegabschnitten aufweist und der Eingriff über diese jeweiligen ersten und zweiten Stegabschnitte bewirkt wird.

Vorzugsweise weisen alle Stegabschnitte jeweils wenigstens ein Eingriffselement auf. Dies bedeutet, dass eine Vielzahl formschlüssiger Verbindungen zwischen den einzelnen Stegabschnitten hergestellt wird und auf diese Weise die Stabilität des gesamten Lagerkäfigs erhöht wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Eingriffselemente in den Stegabschnitten angeordnete ineinander greifende Nuten und Vorsprünge. Durch diesen Eingriff der Nuten und Vorsprünge ineinander wird erreicht, dass eine Verschiebung der Stegabschnitte gegeneinander in Längsrichtung des Lagerkäfigs nicht mehr möglich ist.

Vorzugsweise weisen alle Nuten eines Stegabschnitts im Wesentlichen das gleiche Profil auf. Auf diese Weise ist eine einfache Herstellung des entsprechenden Käfigabschnitts beispielsweise durch Drehen möglich. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass jeder erste Stegabschnitt mit einem beliebigen zweiten Stegabschnitt verbunden werden kann und damit mehrere Drehstellung möglich sind, in denen die Käfigabschnitte aneinander befestigt werden können. Die Nuten können dabei verschiedene geometrische Querschnitte aufweisen, wie insbesondere aber nicht ausschließlich kreisförmige Querschnit- te, polygonale Querschnitte, ellipsenförmige Querschnitte, Kombinationen hieraus und dergleichen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Nuten einen in Umfangsrichtung des Lagerkäfigs konstanten Querschnitt auf. Auf diese Weise ist ein Drehen des einen Käfigabschnitts gegenüber dem anderen in besonders vorteilhafter Weise möglich. Es wäre jedoch auch möglich, dass einzelne oder alle Nuten sich in Umfangsrichtung des Lagerkäfigs verjüngen. Dadurch könnte eine auch kraftschlüssige Verbindung der beiden Käfigabschnitte durch Drehen eines Käfigabschnitts gegenüber dem anderen er- reicht werden.

Bevorzugt ist der Lagerkäfig aus einem Material hergestellt, das aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, welche Messing, Stahl, Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, Kombinationen hieraus und dergleichen enthält.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Wälzlager mit einem Lagerkäfig der oben beschriebenen Art gerichtet.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Montage eines Wälzlagers gerichtet wobei in einem Verfahrensschritt ein erster Käfigabschnitt angeordnet wird und in einem weiteren Verfahrensschritt ein zweiter Käfigabschnitt mit dem ersten Käfigabschnitt verbunden wird. Erfindungs-

gemäß wird der zweite Käfigabschnitt durch eine Drehbewegung bezüglich einer Längsachse des Lagers mit dem ersten Käfigabschnitt verbunden.

Vorzugsweise werden in einem weiteren Verfahrensschritt die Käfigabschnit- te gegeneinander ausgerichtet. Dieses Ausrichten erfolgt vorzugsweise nach dem Verbinden des zweiten Käfigabschnitts mit dem ersten Käfigabschnitt. Durch das Ausrichten wird erreicht, dass die einzelnen Stege im Wesentlichen geradlinig verlaufen.

Vorzugsweise wird nach dem Verbinden der Käfigabschnitte eine Vielzahl von Wälzkörpern in den Käfig eingebracht. Bevorzugt werden die Wälzkörper in Taschen des Käfigs eingeschnappt wobei dies je nach dem Montageablauf sowohl von innen als auch von außen bezüglich des Käfigs erfolgen kann.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagerkäfigs;

Fig. 2 eine Teildarstellung des Lagerkäfigs zur Veranschaulichung des Montageverfahrens;

Fig. 3 eine weitere Teildarstellung zur Veranschaulichung des Montageverfahrens;

Fig. 4 eine weitere Teildarstellung zur Veranschaulichung des Montageverfahrens;

Fig. 5 eine weitere Teildarstellung zur Veranschaulichung des Montageverfahrens;

Fig. 6a eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig;

Fig. 6b eine Seitenansicht des Lagerkäfigs entlang der Linie A-A aus

Fig. 6a;

Fig. 6c eine Detaildarstellung aus Fig. 6b;

Fig. 7a eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Lagerkäfig;

Fig. 7b eine Seitenansicht des Lagerkäfigs entlang der Linien A-A aus Fig. 7a;

Fig. 7c eine Detaildarstellung aus Fig. 7b;

Fig. 8 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Lagerkäfigs in einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig 1 in einer ersten Ausführungsform. Dieser Lagerkäfig weist einen ersten Bord 8 und einen zweiten Bord 9 auf. Diese Borde sind in dieser Ausführungsform im Wesentlichen kreisförmig und zwischen den Borden 8, 9 erstrecken sich eine Vielzahl von Stegen 10 in einer Längsrichtung L des Lagerkäfigs. Durch die Borde 8, 9 sowie die Stege 10 werden jeweils Käfigtaschen 2 für Wälzkörper 5 gebildet. Der erste Käfigabschnitt 3 umfasst den Bord 8, sowie sich von diesem Bord 8 in Längsrichtung L des Lagerkäfigs erstreckende Stegabschnitte 10a. Der zweite Käfigabschnitt 4 weist einen Bord 9 und sich ebenfalls von diesem Bord 9 in Längsrichtung L des Lagers erstreckende Stegabschnitte 10b auf.

Die jeweiligen Stegabschnitte 10a und 10b besitzen jeweils Nuten 6, 7 bzw. Vorsprünge 16, 17, die miteinander in Eingriff gebracht werden können, um den Lagerkäfig 1 zusammenzusetzen. Genauer steht der Vorsprung 16 des Stegabschnitts 10a mit der Nut 7 des Stegabschnitts 10b und der Vorsprung 17 des Stegabschnitts 10b mit der Nut 6 des Stegabschnitts 10a in Eingriff.

Vorzugsweise erstrecken sich die Vorsprünge 16 in eine vorgegebene Richtung, hier beispielsweise radial nach außen und die Vorsprünge 17 in eine hierzu entgegengesetzte Richtung, also im Wesentlichen radial nach innen. Auch die Nuten 6,7 erstrecken sich in bezüglich einander entgegengesetzte Richtungen.

Die Figuren 2 - 5 veranschaulichen das Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Lagerkäfig. In Figur 2 sind der erste Käfigabschnitt 3 und der zweite Käfigabschnitt 4 erkennbar, wobei diese in Drehrichtung zueinander versetzt sind. Dies bedeutet, dass die Stegabschnitte 10a und 10b der beiden Käfigabschnitte 3 und 4 noch nicht miteinander in Eingriff stehen. Gleichzeitig erkennt man die Nut 6 des ersten Käfigabschnitts 3 sowie die Nut 7 des zweiten Käfigabschnitts 4. In diese beiden Nuten 6, 7 greifen, wie gesagt, jeweils Vorsprünge 16 und 17 des jeweils anderen Käfigabschnitts ein. Man erkennt, dass die jeweiligen Vorsprünge 16 und 17 und auch die entsprechenden Nuten 6, 7 in Umfangsrichtung der jeweiligen Käfigabschnitte 3, 4 eine im Wesentlichen gleich bleibende Breite aufweisen.

Die jeweiligen Käfigabschnitte 3 und 4, welche auch als Käfigkamm und Käfigdeckel bezeichnet werden können bzw. deren Grundkonturen können jeweils durch Drehen hergestellt werden. Auch die gezeigten ineinander greifenden Nuten 6, 7 können in einem Drehprozess hergestellt werden. Dadurch wird die Herstellung insgesamt sehr vereinfacht.

In Fig. 3 ist ein weiterer Verfahrensschritt bei der Herstellung des Lagerkäfigs gezeigt. Hierbei werden die beiden Käfigabschnitte 3, 4 ineinander verhakt d. h. die jeweiligen Vorsprünge 16, 17 greifen in die Nuten 6, 7 ein. Da- bei sind die Nutdurchmesser bzw. deren Breiten so abgestimmt, dass zwischen den beiden Käfigabschnitten 3, 4 ein nur geringes Spiel vorliegt.

In einem weiteren, in Fig. 4 gezeigten Verfahrensschritt werden die beiden Käfigabschnitte 3, 4 gegeneinander ausgerichtet. Dies bedeutet, dass durch das Ausrichten erreicht wird, dass die Stegabschnitte 10a und 10b der Käfigabschnitte 3, 4 im Wesentlichen kantenfrei ineinander übergehen. Auf diese Weise werden Anlagenflächen 12 für die einzufügenden Wälzkörper gebildet. Diese Anlagenflächen 12 weisen ein zylindersegmentförmiges Profil auf. Daneben weisen die Anlagenflächen 12 Haltenasen 11 auf, die einen zumindest vorübergehenden Halt der einzuführenden Wälzkörper erreichen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Stegabschnitte 10a und 10b im Wesentlichen gleich lang. Das heißt, der Bereich, in dem der Eingriff statt findet, befindet sich im Wesentlichen symmetrisch in der Mitte des La- gerkäfigs. Dies ist vorteilhaft, jedoch nicht zwingend.

Bei den in Fig. 5 gezeigten Verfahrensabschnitt wird der Wälzkörper 5 eingeführt, das heißt in diesem Fall von innen her eingedrückt. Allgemein können nach dem Ausrichten der Käfigabschnitte die Wälzkörper bzw. Rollen 5 von außen bzw. innen in die bevorzugt eingebohrten oder eingefrästen Käfigtaschen 2 eingeschnappt werden. Nach der Montage der Wälzkörper 5 können die beiden Käfigabschnitte nicht mehr voneinander getrennt werden, da die Wälzkörper 5 ein Verdrehen der beiden Käfigabschnitte 3, 4 gegeneinander verhindern.

Eine Trennung der beiden Käfigabschnitte 3, 4 in Längsrichtung der Stege wird, wie oben ausgeführt, durch die jeweiligen Nuten 6, 7 und Vorsprünge 16, 17 verhindert. Bei der gezeigten Lösung kann das Vernieten, Verschrau- ben oder das aufwendige Fräßen der Fenstertaschen verzichtet werden.

Fig. 6a zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig 1. Man erkennt, dass dieser eine Vielzahl von Stegen 10 aufweist sowie Käfigtaschen 2, in denen die Wälzkörper angeordnet sind. Fig. 6b zeigt eine Sei- tenansicht des Lagerkäfigs aus Fig. 6a. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich, wie oben ausgeführt, um einen im Wesentlichen symmetrischen aufgebauten Körper d. h. zwischen den beiden Borden 8 und 9 erstrecken sich die Stegabschnitte 10a und 10b im Wesentlichen gleich lang in Längsrichtung L des Lagerkäfigs 1.

Fig. 6c zeigt eine Detaildarstellung des Abschnitts B aus Fig. 6b. Man erkennt, dass die Nuten bzw. Vorsprünge ein im Wesentlichen rechteckiges Profil aufweisen.

Die Figuren 7a - 7c zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerkäfigs. Der wesentliche Unterschied zwischen der in Fig. 6a - c und der in Fig. 7a - c gezeigten Ausführungsform besteht in der Form der Nuten 6, 7 bzw. der Vorsprünge 16, 17. Bei der in den Figuren 7a - 7c gezeigten Ausführungsform sind die Nuten nicht rechtecksförmig sondern leicht V-förmig gestaltet. Es wäre jedoch hier auch möglich, die seitlichen Abschnitte der jeweiligen Nuten auch noch schräger zu stellen. Auch erkennt der Fachmann, dass andere Arten von Nuten zur Verfügung gestellt werden können, wie beispielsweise Nuten mit kreissegmentartigen Profilen und dergleichen.

Fig. 8 zeigt eine Schrägansicht des in den Figuren 7a - 7c gezeigten Lagerkäfigs. In diesem Falle sind die Vorsprünge 16, 17 so ausgeführt, dass sie in die jeweils V-förmigen Nuten 6, 7 eingreifen können. Der Fachmann erkennt, dass auch andere Ausgestaltungen der Nuten bzw. Eingriffselemente möglich sind, ohne dass hierdurch der Bereich der Erfindung verlassen wird.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Bezugszeichenliste

1 Lagerkäfig

2 Käfigtaschen

3 erster Käfigabschnitt

4 zweiter Käfigabschnitt

5 Wälzkörper

6, 7 Nuten

8 erster Bord

9 zweiter Bord

10 Stege

10a, 10b Stegabschnitte

11 Haltenase

12 Anlagefläche

16, 17 Vorsprünge

L Längsrichtung