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Die Erfindung betrifft ein Käfigmodul zum Aufbau eines Käfigs für ein Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager, welches einen Innenring, einen koaxial darüber angeordneten Außenring sowie zwischen diesen Lagerringen angeordnete, in dem Käfig geführte zylindrische, kegelförmige oder tonnenförmige Wälzkörper aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Rollenwälzlager, vorzugsweise ein sehr großes Rollenwälzlager, welches aus diesen Käfigmodulen aufgebaut ist.
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Rollenlager in einreihiger oder mehrreihiger Bauweise finden zur Aufnahme von radialen Lasten auf praktisch allen Gebieten der Technik verbreitet Anwendung. Aus der
DE 10 2013 203 382 A1 ist ein Käfigteil zum Aufbau eines Wälzlagerkäfigs für ein Wälzlager bekannt. Das Käfigteil umfasst einen sich in Längsrichtung des Käfigs erstreckenden Steg, an dessen beiden axialen Enden ein erster Stützarm beziehungsweise ein zweiter Stützarm angeordnet sind, die sich jeweils in einer zu der Längsrichtung senkrechten ersten Querrichtung beidseits über den Steg hinaus erstrecken. Die Stützarme umfassen jeweils zwei entgegengesetzt zueinander vom Steg abgewinkelte Halbarme auf, die in einer zur ersten Querrichtung und zur Längsrichtung senkrechten zweiten Querrichtung zueinander versetzt sind. Zwischen den in die gleiche Richtung abgebogenen Halbarmen des ersten und des zweiten Stützarms jeden Käfigteils wird eine Halbtasche zur Aufnahme eines jeweiligen Wälzkörpers ausgebildet. Beim Aneinanderreihen einer Vielzahl von Käfigteilen zu einem ringförmigen Wälzlagerkäfig ergänzen sich die Halbtaschen benachbarter Käfigteile jeweils zu einer vollständigen Käfigtasche.
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Von Nachteil bei dieser Konstruktion ist unter anderem, dass die Käfigteile eine komplexe räumliche Gestaltung aufweisen. Die Herstellung der Käfigteile kann zwar in großserientauglicher Weise zum Beispiel durch Stanzen und Biegen von Blechteilen erfolgen, was jedoch nur für Wälzlager mit vergleichsweise kleinen Abmessungen wirtschaftlich realisierbar ist. Darüber hinaus ist es beim Zusammenbau eines mit diesem Käfig auszustattenden Wälzlagers erforderlich, die Käfigteile und die Wälzkörper umfangsseitig jeweils abwechselnd zwischen den Innenring und den Außenring einzusetzen, woraus ein vergleichsweise hoher Montageaufwand resultiert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach zu fertigendes und zu montierendes Käfigmodul für ein Rollenwälzlager vorzustellen, welches auch oder gerade für den Aufbau eines Großwälzlagers dieser Bauart gut geeignet ist. Unter einem Großwälzlager wird hier ein Wälzlager mit einem Durchmesser von mehr als 0,1 m Durchmesser verstanden. Darüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rollenwälzlager anzugeben, welches aus einer Mehrzahl dieser Käfigmodule aufgebaut ist. Das Rollenwälzlager soll beispielsweise ein Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager sein.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich ein aus Einzelkomponenten mit einer vergleichsweise einfachen geometrischen Gestalt aufgebauter Wälzlagerkäfig vergleichsweise leicht fertigen lässt, und dass sich durch das Vormontieren der Einzelkomponenten des Käfigs der Aufwand beim Zusammenbau eines Rollenwälzlagers reduzieren lässt.
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Die Erfindung betrifft daher zunächst ein Käfigmodul zum Aufbau eines Käfigs für ein Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager, welches einen Innenring, einen koaxial darüber angeordneten Außenring sowie zwischen diesen Lagerringen angeordnete, in dem Käfig geführte zylindrische, kegelförmige oder tonnenförmige Wälzkörper aufweist. Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass sich das Käfigmodul über ein Kreissegment eines zusammengebauten Käfigs erstreckt, dass das Käfigmodul zwei parallel und beabstandet zueinander angeordnete Seitenplatten aufweist, dass die Seitenplatten mittels Verbindungsbolzen miteinander verbunden sind sowie zusammen einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines zylindrischen Wälzkörpers begrenzen, dass mindestens vier Verbindungsbolzen, oder mindestens zwei Verbindungsbolzen und höchstens vier Stehbolzen, mit den Seitenplatten verbunden sind, und dass die Verbindungsbolzen und/oder Stehbolzen Führungsflächen zur Führung des Wälzkörpers aufweisen.
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Durch die Nutzung dieses Käfigmoduls ist eine fertigungstechnisch einfache Herstellung und Montage eines Rollenwälzlagers, insbesondere eines Großwälzlagers dieser Bauart realisierbar. So ist zwischen dem Innenring und dem Außenring eines zum Beispiel als ein Großzylinderrollenlagers ausgeführten Wälzlagers ist eine Mehrzahl von vorzugsweise vormontierten erfindungsgemäßen Käfigmodulen eingesetzt, die zusammen einen ringförmigen Käfig zur Aufnahme der Wälzkörper bilden. Die einzelnen Käfigmodule lassen sich aufgrund ihrer vergleichsweise einfachen geometrischen Form leicht fertigen und montieren. Die im Fall von konventionellen Großwälzlagerkäfigen vielfach auftretende Stegdurchbiegung wird durch die sehr stabil ausbildbaren durchgehenden Verbindungsbolzen und den beiden Seitenplatten, deren Materialstärke leicht an unterschiedliche Belastungsanforderungen anpassbar ist, weitestgehend vermieden. Zur Gewichtsminimierung können bis zu zwei axial durchgehende Verbindungsbolzen durch jeweils zwei an den Seitenplatten axial gegenüberliegend befestigte kurze Stehbolzen beziehungsweise Stummelbolzen ersetzt werden. Die in dem jeweiligen Käfigmodul aufnehmbaren Wälzkörper weisen bevorzugt eine zylindrische oder kegelförmige Geometrie auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Käfigmoduls ist vorgesehen, dass jede Seitenplatte zwei gegenüberliegende Schmalseiten und zwei gegenüberliegende sowie näherungsweise konkav eingeschnürte Längsseiten aufweist. Bei einer Montage eines solchen Käfigmoduls weisen die Schmalseiten in Umfangsrichtung des Käfigs, während die Längsseiten in entgegengesetzte radiale Richtungen weisen. Infolge der beiden spiegelsymmetrisch zueinander eingeschnürten Längsseiten ist eine ausreichende radiale Beabstandung der Seitenplatten zu einem Innenring und einem Außenring eines Wälzlagers beziehungsweise zu deren Laufbahnen gegeben.
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Entsprechend einer anderen Weiterbildung des Käfigmoduls sind jeweils zwei Stehbolzen gegenüberliegend und axial aufeinander zuweisend an den Seitenplatten angeordnet. Hierdurch ist der mindestens eine Wälzkörper, wie im Fall eines axial durchgehenden Verbindungsbolzens, zuverlässig innerhalb des Käfigmoduls geführt. Die Stehbolzen sind jeweils paarig und jeweils zueinander fluchtend an den Seitenplatten befestigt.
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Eine andere Ausführungsform des Käfigmoduls sieht vor, dass die Verbindungsbolzen oder die Verbindungsbolzen und die Stehbolzen mittels einer Pressverbindung, einer Nietverbindung, einer Stemmverbindung, einer Klebeverbindung, einer Schraubverbindung, einer Schweißverbindung, einer Lötverbindung oder einer beliebigen Kombination von mindestens zwei der genannten Fügetechniken mit den jeweils zugeordneten Seitenplatten verbunden sind. Hierdurch stehen vielfältige Optionen zur Befestigung der Verbindungsbolzen beziehungsweise der Stehbolzen an den Seitenplatten zur weiteren Optimierung des Fertigungsprozesses zur Verfügung.
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Vorzugsweise ist an mindestens einer der beiden Seitenplatten eines Käfigmoduls mindestens eine Öffnung ausgebildet, durch welche dem Käfigmodul ein Schmiermittel zugeführt werden kann. Außerdem ermöglicht diese Öffnung eine Reduktion des Gewichts des Käfigmoduls.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Käfigmoduls ist vorgesehen, dass die Höhe der Schmalseiten des Käfigmoduls kleiner ist als der Außendurchmesser des dem Käfigmodul zugeordneten Wälzkörpers. Infolge dieser Ausgestaltung kann der mindestens eine Wälzkörper des Käfigmoduls ungehindert am Innenring und am Außenring eines Wälzlagers abrollen, so dass ein stark ungünstiger schleifender Kontakt zwischen den Käfigmodulen und den Laufbahnen der Lagerringe zuverlässig vermieden wird. Die Längen der beiden Längsseiten der Seitenplatten sind ebenfalls bevorzugt jeweils größer als der Außendurchmesser des dem Käfigmodul zugeordneten mindestens einen Wälzkörpers, so dass jeweils benachbarte Schmalseiten von zwei Käfigmodulen ohne die Gefahr einer Berührung ihrer Wälzkörper aneinander stoßen können.
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Weiter kann vorgesehen ein, dass die mindestens vier Verbindungsbolzen, oder die mindestens zwei Verbindungsbolzen und höchstens vier Stehbolzen, jeweils senkrecht an den Seitenflächen der Seitenplatten angeordnet sind sowie parallel zu einer Längsmittelachse des mindestens einen Wälzkörpers verlaufen. Hierdurch ist eine leichtgängige Führung des Wälzkörpers innerhalb des Käfigmoduls gegeben. Die vier Verbindungsbolzen oder die Verbindungsbolzen und die Stehbolzen sind hierbei bevorzugt jeweils in den vier Eckbereichen der Seitenplatten positioniert und befestigt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Rollenwälzlager mit einem Innenring, mit einem koaxial zu diesem angeordneten Außenring sowie mit zylindrischen, kegelförmigen oder tonnenförmigen Wälzkörpern, die zwischen diesen beiden Lagerringen angeordnet und in einem Käfig aufgenommen sind. Bei diesem Rollenwälzlager ist vorgesehen, dass der Käfig aus einer Mehrzahl von miteinander verbunden Käfigmodulen besteht, welche die geschilderten Merkmale mindestens eines der Ansprüche 1 bis 7 aufweisen.
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Infolge der vorzugsweise vormontierten Käfigmodule kann das Rollenwälzlager, bei dem es sich um ein Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager handeln kann, fertigungstechnisch auf vergleichsweise einfache Weise hergestellt und zusammengebaut werden.
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Gemäß einer Weiterbildung dieses Rollenwälzlagers ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schmalseiten jeweils benachbarter Käfigmodule umfangsseitig im Wesentlichen spaltfrei aneinander liegen. Hierdurch ergibt sich ein hoher Füllgrad des Rollenwälzlagers, was zu einer besonders hohen radialen Lasttragfähigkeit führt. Darüber hinaus ist eine verlässliche Führung der einzelnen Käfigmodule zwischen dem Innenring und dem Außenring gegeben, wobei insbesondere ein Verdrehen der Seitenplatten um die Längsmittelachse des zugehörigen Wälzkörpers und/oder Radialbewegungen und/oder Verschränkungsbewegungen der Käfigmodule, also Abweichungen von der parallelen Ausrichtung zwischen den Längsmittelachsen der Wälzkörper und der Längsmittelachse des ganzen Rollenwälzlagers, weitestgehend ausgeschlossen sind.
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Da bei einem aus einzelnen Käfigmodulen aufgebauten Käfig dennoch zwischen zwei benachbarten Käfigmodulen ein geringer Spalt vorhanden sein wird, etwa wegen Fertigungstoleranzen derselben, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Summe aller Spalte zwischen den Schmalseiten benachbarter Käfigmodule kleiner als 2% eines Teilkreisdurchmessers des Rollenwälzlagers ist.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, in der zwei Varianten von Käfigmodulen sowie ein aus einer Mehrzahl von solchen Käfigmodulen aufgebautes Zylinderrollenlager dargestellt sind. Gleiche konstruktive Komponenten weisen jeweils dieselben Bezugsziffern auf. In der Zeichnung zeigt
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Käfigmoduls,
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2 eine perspektivische Teilansicht eines beispielhaft als Zylinderrollenlager ausgebildeten Wälzlagers, das aus Käfigmodulen gemäß 1 aufgebaut ist,
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3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Käfigmoduls gemäß der Erfindung, und
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4 eine Draufsicht auf eine Seitenplatte des Käfigmoduls gemäß 1.
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Das Käfigmodul 10 gemäß 1 weist eine erste Seitenplatte 12 und eine zweite Seitenplatte 14 auf, die näherungsweise viereckig und kongruent zueinander ausgebildet sind. Beide Seitenplatten 12, 14 sind parallel beabstandet zueinander angeordnet und gemäß dieser ersten Ausführungsform mit Hilfe von vier zylindrischen Verbindungsbolzen 16, 18, 20, 22 fest miteinander verbunden. Die erste Seitenplatte 12 verfügt über zwei gegenüber liegende, gerade Schmalseiten 24, 26 und zwei konkav sowie spiegelbildlich zueinander eingeschnürte Längsseiten 28, 30. Entsprechend verfügt die zweite Seitenplatte 14 gleichfalls über zwei Schmalseiten 32, 34 und zwei Längsseiten 36, 38. Die Seitenplatten 12, 14 weisen hier beispielhaft eine von einer rechteckigen Außenkontur geringfügig abweichende, leicht trapezförmige Außenkontur auf, und die Ecken der Außenkontur sind abgerundet.
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Die beiden Seitenplatten 12, 14 definieren zusammen mit den vier Verbindungsbolzen 16, 18, 20, 22 einen Aufnahmeraum 50 für den Wälzkörper 48, so dass dieser innerhalb des Käfigmoduls 10 in axialer und radialer Richtung mit einem geringen mechanischen Spiel geführt ist. Der Wälzkörper 48 ist dadurch in dem Aufnahmeraum 50 leichtgängig um seine Längsmittelachse 52 drehbar angeordnet. Die vier Verbindungsbolzen 16 18, 20, 22 weisen jeweils eine reibungsarme Führungsfläche 40, 42, 44, 46 auf, an welchen der hier zylindrische beziehungsweise rollenförmige Wälzkörper 48 des Käfigmoduls 10 anlaufen kann.
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Die vier Verbindungsbolzen 16 18, 20, 22 sind parallel zueinander sowie in Bezug zur Längsmittelachse 52 des Wälzkörpers 48 angeordnet und stehen jeweils senkrecht von den beiden Seitenplatten 12, 14 ab. Die vier Verbindungsbolzen 16 18, 20, 22 sind jeweils in Eckbereichen A, B, C, D der Seitenplatten 12, 14 mit diesen verbunden (siehe 4). Jede Seitenplatte 12, 14 verfügt über vier solche Eckbereiche A, B, C, D, die außenseitig jeweils von einer Schmalseite 24, 26, 32, 34 und einer Längsseite 28, 30, 36, 38 begrenzt sind.
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Die Befestigung der Verbindungsbolzen 16 18, 20, 22 an den Seitenplatten 12, 14 kann mittels einer beliebigen Fügetechnik, wie zum Beispiel einer Pressverbindung, einer Nietverbindung, einer Stemmverbindung, einer Klebeverbindung, einer Schraubverbindung, einer Schweißverbindung und/oder einer Lötverbindung erfolgen. Die Materialstärke der Seitenplatten 12, 14 und/oder die Durchmesser der Verbindungsbolzen 16 18, 20, 22 können vorgegebenen Belastungsanforderungen angepasst sein. Gegebenenfalls können die Verbindungsbolzen 16 18, 20, 22 zur Gewichtseinsparung zumindest abschnittweise hohlzylindrisch ausgebildet sein.
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Die Höhe H der Schmalseiten 24, 26, 32, 34 der Seitenplatten 12, 14 ist bevorzugt jeweils deutlich kleiner als ein Außendurchmesser DW des Wälzkörpers 48, so dass die Seitenplatten 12, 14 nicht an den Lagerringen anlaufen können. Ferner ist die Länge L1 der im eingebauten Zustand radial nach außen weisenden Längsseiten 28, 36 sowie die Länge L2 der im eingebauten Zustand radial nach innen weisenden Längsseiten 30, 38 der Seitenplatten 12, 14 bevorzugt größer als der Außendurchmesser DW des mindestens einen Wälzkörpers 48, so dass jeweils benachbarte Schmalseiten von zwei Käfigmodulen ohne die Gefahr einer Berührung ihrer Wälzkörper aneinander stoßen können.
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Exemplarisch verfügen die beiden Seitenplatten 12, 14 hier jeweils über eine kreisrunde Öffnung 54, 56, 58, 60, durch die dem jeweiligen Wälzkörper 48 ein Schmiermittel zugeführt werden kann.
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Die beiden Seitenplatten 12, 14 können zusätzlich mehrere in Richtung zum Wälzkörper 48 gerichtete und in Bezug zum Wälzkörper zentrisch angeordnete Erhebungspunkte, kleinflächige Aufdickungen oder dergleichen aufweisen, um die Reibung zwischen den Seitenplatten 12, 14 und nicht bezeichneten Stirnflächen des Wälzkörpers 48 bei einem axialen Anlaufen desselben an den beiden Seitenplatten 12, 14 zu minimieren.
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2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein beispielhaft als Zylinderrollenlager ausgebildetes Wälzlager 74 mit einem Innenring 72, einem Außenring 80 sowie dazwischen angeordneten zylindrischen Wälzkörpern 48, welche in Käfigmodule 10 gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform aufgenommen sind. Der radial über den Käfigmodulen 10 angeordnete Außenring 80 ist lediglich mittels einer punktierten Linie angedeutet dargestellt. Die zylindrischen Wälzkörper 48 rollen radial innen auf einer Laufbahn 70 eines Innenrings 72 sowie radial außen auf einer Laufbahn des Außenrings 80 ab. Das Wälzlager 74 ist hier beispielhaft als ein Groß-Zylinderrollenlager ausgebildet. Die in 2 dargestellten Käfigmodule 10 bilden erkennbar jeweils ein Kreissegment 78 des Käfigs 76, so dass der Käfig 76 aus einer Mehrzahl von umfangsseitig aneinander gereihten Käfigmodulen 10 aufgebaut ist.
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Die Laufbahn 70 des Innenrings 72 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei parallel zueinander beabstandet verlaufende kreisförmige Führungsborde 82, 84 begrenzt, welche zur axialen Führung der Wälzkörper 48 und damit der Käfigmodule 10 dienen. Die Käfigmodule 10 können bei einer etwas anderen Bauweise des Innenrings auch neben der Laufbahn 70 des Innenrings 72 beziehungsweise neben der nicht dargestellten Laufbahn des Außenrings 80 oder an speziell dafür vorgesehenen Anlaufflächen geführt werden.
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Die Schmalseiten 24, 26 der unmittelbar benachbarten Käfigmodule 10 liegen umfangsseitig im Wesentlichen spaltfrei aneinander an. Ein Spalt S ist demnach vorhanden, jedoch recht klein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Summierung aller Spalte S zwischen den benachbarten Schmalseiten 24, 26; 32, 34 aller Käfigmodule 10 kleiner als 2% des Durchmessers DTK des Teilkreises 86 des Wälzlagers 74 ist, um ein optimales Laufverhalten, insbesondere eine geringe Exzentrizität zwischen dem Innenring 72 und dem Außenring 80 sowie einen maximalen Füllgrad zu erreichen. Aufgrund dieser Ausgestaltung können sich die umfangsseitig lediglich aneinander stoßenden Käfigmodule 10 nicht in Bezug zur Längsmittelachse 52 ihres jeweiligen Wälzkörpers 48 verdrehen. Darüber hinaus sind Verschränkungsbewegungen der Käfigmodule 10 zwischen dem Innenring 72 und dem Außenring 80 des Wälzlagers 74, also Abweichungen von der Parallelität zwischen den Längsmittelachsen 52 der Wälzkörper 48 der Käfigmodule 10 und einer Wälzlagermittelachse 88 (Lagerachse) des Wälzlagers 74 weitestgehend ausgeschlossen.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Käfigmoduls 100, jedoch ohne Wälzkörper. Der ersten Ausführungsform des Käfigmoduls 10 entsprechende konstruktive Elemente sind mit denselben Bezugsziffern versehen. Das Käfigmodul 100 weist die beiden parallel beabstandet zueinander angeordneten Seitenplatten 12, 14 auf, welche mittels zwei übereinander liegenden Verbindungsbolzen 16, 22 miteinander verbunden sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform des Käfigmoduls 10 gemäß 1 sind bei der hier gezeigten zweiten Ausführungsform des Käfigmoduls 100 die beiden vorderen, also zum Betrachter näher angeordneten durchgehenden Verbindungsbolzen zur Gewichtseinsparung durch vier Stehbolzen 102, 104, 106, 108 beziehungsweise kurze Stummelbolzen ersetzt. Dabei sind die beiden Stehbolzen 102 und 104 sowie die beiden Stehbolzen 106 und 108 jeweils axial gegenüberliegend und miteinander fluchtend an den beiden Seitenplatten 12, 14 befestigt. Die vier Stehbolzen 102, 104, 106, 108 weisen ebenfalls anlaufoptimierte Führungsflächen 110, 112, 114, 116 auf, welche zusammen mit den beiden durchgehenden Verbindungsbolzen 16, 22 sowie den beiden Seitenplatten 12, 14 einen Aufnahmeraum 50 für den hier nicht dargestellten zylindrischen Wälzkörper bilden.
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4 zeigt eine Draufsicht auf die Seitenplatte 12 des Käfigmoduls 10 gemäß 1. Die Länge L1 der im zusammengebauten Zustand des Käfigs nach radial außen weisenden Längsseite 28 der Seitenplatte 12 ist bevorzugt geringfügig größer als die Länge L2 der nach radial innen weisenden Längsseite 30, so dass die Schmalseiten 24, 26 der Seitenplatte 12 im Ergebnis nicht parallel zueinander verlaufen. Eine geringfügig trapezförmige Außenkontur der Seitenplatte 12 ist dadurch gegeben. Infolge der trapezförmigen Form aller Seitenplatten 12, 14 kennen diese umfangsseitig weitestgehend spaltfrei, also etwa tortenstückartig radial zwischen dem Innenring 72 und dem Außenring 80 des Wälzlagers 74 angeordnet werden. In Abhängigkeit von der Anzahl der in ein Wälzlager 74 einzusetzenden Käfigmodule 10, 100 und dessen Teilkreisdurchmesser DTK ist es erforderlich, einen nicht eingezeichneten Winkel zwischen den beiden Schmalseiten 24, 26 der Seitenplatten 12, 14 derart anzupassen, dass im Idealfall ein umfangsseitig möglichst lückenloser Anschluss aller Käfigmodule aneinander gewährleistet ist. Die Längsseiten 28, 30 der Seitenplatten 12, 14 können gegebenenfalls noch leicht bogenförmig gekrümmt ausgeführt sein, um sich besser einem vorgegebenen Teilkreisdurchmesser DTK eines Wälzlagers 74 anzupassen, in das die Käfigmodule 10, 100 eingesetzt werden sollen.
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Der nachfolgenden Tabelle kann entnommen werden, in welchen der vier Eckbereichen A, B, C, D der Seitenplatte
12 und jeder anderen Seitenplatte eines Käfigmoduls
10,
100 ein Verbindungsbolzen oder ein Stehbolzen angeordnet werden kann. Entsprechend der Tabelle ergeben sich insgesamt vier Ausführungsformen A1 bis A4 von möglichen Käfigmodulen:
| | A | B | C | D |
| A1 | Verbindungsbolzen | Verbindungsbolzen | Verbindungsbolzen | Verbindungsbolzen |
| A2 | Verbindungsbolzen | Verbindungsbolzen | Stehbolzen | Stehbolzen |
| A3 | Verbindungsbolzen | Stehbolzen | Stehbolzen | Verbindungsbolzen |
| A4 | Stehbolzen | Verbindungsbolzen | Verbindungsbolzen | Stehbolzen |
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Grundsätzlich besitzt jedes Käfigmodul 10, 100 zwei Seitenplatten 12, 14, die von mindestens zwei Verbindungsbolzen zusammen gehalten werden, sowie höchstens vier paarweise gegenüberliegend angeordnete Stehbolzen. Darüber hinaus müssen in jedem Käfigmodul 10, 100 stets mindestens zwei Verbindungsbolzen zueinander benachbart angeordnet sein. Außerdem ist in einer Zusammenschau mit der 4 ersichtlich, dass zwischen den beiden Verbindungsbolzen 16 und 20 sowie den beiden Verbindungsbolzen 18 und 22 jeweils eine gedachte und gestrichelt gezeichnete Verbindungsdiagonale verläuft, die sich zentrisch in einem Punkt P schneiden. Beidseits dieses Punktes P liegt jeweils eine kreisrunde Öffnung 54, 56 tangential an den beiden Verbindungsdiagonalen an. Der Punkt P kennzeichnet bevorzugt diejenige Stelle, bei der die gedachte Drehachse 52 des zugeordneten Wälzkörpers 48 durch die Seitenplatte 12 dringt.
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Infolge der einfachen Geometrie der zum Aufbau der erfindungsgemäßen Käfigmodule 10, 100 eingesetzten Einzelteile (Verbindungsbolzen, Stehbolzen, Seitenplatten) lassen sich diese kostengünstig sowie in hohen Stückzahlen problemlos zum Aufbau von Großwälzlagern herstellen, wie zum Beispiel große Zylinderrollenlager für Windkraftanlagen, wobei nur ein geringer Materialverschnitt auftritt. Zur Fertigung sind nur einfache Werkzeuge vorzuhalten.
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Die Käfigmodule werden bevorzugt fern von Einbauort vormontiert und beinhalten bereits jeweils einen Wälzkörper. Hierdurch können vor allem sehr große Zylinderrollenlager vor Ort durch das Einsetzen der geeigneten Anzahl von erfindungsgemäßen Käfigmodulen zwischen den Innenring und den Außenring auf einfache Weise zu einem vollständigen Wälzlager komplettiert werden. In Abhängigkeit von der beim Befestigen der Verbindungsbolzen an den Seitenplatten eingesetzten Füge- beziehungsweise Verbindungstechnologie verbleiben die Wälzkörper dauerhaft im Wälzkörpermodul und können nachträglich nicht mehr ausgetauscht werden. Bei einer Schraubverbindung der Verbindungsbolzen und/oder Stehbolzen mit den Seitenplatten kann der im Wälzkörpermodul angeordnete Wälzkörper jedoch ausgewechselt werden, etwa um einen schadhaften Wälzkörper gegen einen neuen Wälzkörper auszutauschen.
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Eine unerwünschte Durchbiegung der Verbindungsbolzen tritt aufgrund der sehr steiften Bauweise sowie der optimierten Krafteinleitung fast nicht mehr auf. Die einteiligen, massiven Seitenplatten bewirken zudem einen optimierten Kraftfluss, der die Käfigmodule für den Einsatz in stark belasteten Großwälzlagern prädestiniert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Käfigmodul (1. Variante)
- 12
- Erste Seitenplatte
- 14
- Zweite Seitenplatte
- 16
- Verbindungsbolzen
- 18
- Verbindungsbolzen
- 20
- Verbindungsbolzen
- 22
- Verbindungsbolzen
- 24
- Erste Schmalseite der ersten Seitenplatte
- 26
- Zweite Schmalseite der ersten Seitenplatte
- 28
- Erste Längsseite der ersten Seitenplatte
- 30
- Zweite Längsseite der ersten Seitenplatte
- 32
- Erste Schmalseite der zweiten Seitenplatte
- 34
- Zweite Schmalseite der zweiten Seitenplatte
- 36
- Erste Längsseite der zweiten Seitenplatte
- 38
- Zweite Längsseite der zweiten Seitenplatte
- 40
- Führungsfläche am Verbindungsbolzen 16
- 42
- Führungsfläche am Verbindungsbolzen 18
- 44
- Führungsfläche am Verbindungsbolzen 20
- 46
- Führungsfläche am Verbindungsbolzen 22
- 48
- Wälzkörper
- 50
- Aufnahmeraum
- 52
- Längsmittelachse des Wälzkörpers
- 54
- Öffnung in der ersten und zweiten Seitenplatte
- 56
- Öffnung in der ersten und zweiten Seitenplatte
- 58
- Öffnung in der ersten und zweiten Seitenplatte
- 60
- Öffnung in der ersten und zweiten Seitenplatte
- 70
- Laufbahn am Innenring 72
- 72
- Innenring des Rollenwälzlagers
- 74
- Rollenwälzlager
- 76
- Käfig
- 78
- Kreissegment des Käfigs
- 80
- Außenring des Zylinderrollenlagers
- 82
- Erster Führungsbord am Innenring
- 84
- Zweiter Führungsbord am Innenring
- 86
- Teilkreis
- 88
- Wälzlagermittelachse
- 100
- Käfigmodul (2. Variante)
- 102
- Stehbolzen
- 104
- Stehbolzen
- 106
- Stehbolzen
- 108
- Stehbolzen
- 110
- Führungsfläche am Stehbolzen 102
- 112
- Führungsfläche am Stehbolzen 104
- 114
- Führungsfläche am Stehbolzen 106
- 116
- Führungsfläche am Stehbolzen 108
- A–D
- Eckbereiche der Seitenteile 12, 14
- DW
- Außendurchmesser der Wälzkörper
- DTK
- Teilkreisdurchmesser
- H
- Höhe der Schmalseiten der Seitenteile 12, 14
- L1,2
- Länge der Längsseiten der Seitenteile 12, 14
- P
- Punkt
- S
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013203382 A1 [0002]
