DE2608308C2

DE2608308C2 - Rollenkranz

Info

Publication number: DE2608308C2
Application number: DE2608308A
Authority: DE
Inventors: Bernhard 8726 Gochsheim Knappe
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1976-02-28
Filing date: 1976-02-28
Publication date: 1982-08-12
Also published as: US4099803A; DE2608308A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenkranz für große Wälzlager, bestehend aus einer Anzahl von Rollen, die an beiden Stirnseiten Ausnehmungen aufweisen und einem Käfig, der aus zwei mit Bohrungen versehenen Ringteilen besteht, die durch Abstandsbolzen miteinander verbunden sind, wobei in die Bohrungen der Ringteile Zapfen eingesetzt sind, die in die Ausnehmungen der Rollen hineinragen, die an zylindrischen Umfangswandungen der Ausnehmungen radial gelagert sind und wobei die Rollen in Achsrichtung bezüglich der Ringteiler abgestützt sind.

Aus der DE-PS 3 17 057, insbesondere Fig. 7 und 8, ist ein ähnlicher Rollenkranz bekannt. Die radiale und axiale Führung findet über die eingefalzten Stifte des Käfigs an einer einzigen Stelle statt, was zu hohen spezifischen Belastungen und großer Wärmeentwicklung führt. Außerdem ist die Steifigkeit dieses Falzblechkäfigs für größere Lager nicht ausreichend. Die eingefalzten Stifte können sich zudem leicht lockern, besonders bei mechanischem Betrieb.

In der US-PS 2096321 (Fig. 1) ist ein Kegelrollenlager gezeigt, bei dem die kleine Rollenstirnseite eine konzentrisch zur Rollenachse verlaufende kugelige Ausnehmung aufweist, in die ein im einteiligen Blechfensterkäfig befestigter Zapfen mit kugeligem Ende hineinragt. Damit soll lediglich eine Baueinheit erzielt werden (s. Spalte 2, Zeilen 28, 29), d. h. daß der Zapfen den Zweck hat, die Rolle im Blechfensterkäfig gegen Herausfallen zu sichern. Die einzelnen Rollen werden durch die Stege 10 auf Abstand gehalten und geführt. Dieses hat den Nachteil, daß sich kein ständiger Schmierfilm zwischen Rolle und Laufbahn bilden kann, da das Schmiermittel von dem Steg, an dem die Rolle anläuft, abgestreift wird. Schlechtere Schmierverhältnisse sind die Folge, da Stegkäfige im Betrieb scharfkantig werden. Der Verschleiß der Rollenmantelfläche wird zusätzlich durch das Anlaufen an den Käfigstegen erhöht. Auch entstehen Klemmkräfte, wenn die Rolle versucht, einen Käfigsteg zu unterlaufen.

Die US-PS 12 50 595 zeigt ebenfalls einen Rollenkranz als Baueinheit. Die in die Rollenstimausnehmungen ragenden Vorsprünge halten jedoch die Rollen im Käfig (s. Spalte 2, Zeilen 92 und 93). Auch hier werden die Rollen von Stegen auf Abstand gehalten (s. Spalte 2. Zeilen 98 bis 103), wodurch die Möglichkeit der Schmierfilmunterbrechung auf dem Rollenmantel gegeben ist Schließlich sind derartige Rollenkränze entweder nicht sehr genau oder aber sehr teuer in der ίο Herstellung.

Die US-PS 14 41 691 zeigt einen Rollenkranz, bei dem durchbohrte Rollen verwendet werden. Dies hat zur Folge, daß insbesondere bei hochbelastbaren großen Lagern wegen der Durchbiegung der Rollen hochwertiges und teures Einsatzmaterial verwendet werden muß. Weiterhin werden die Rollen von den Zapfen des Käfigs lediglich radial geführt während sie axial mit ihren Stirnseiten an den Ringteilen der Käfigscheiben anlaufen, wo als Folge der höheren Gleitgeschwindigkeiten bei Schmierstoffmangel Verschleißerscheinun gen auftreten können.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Rollenkranz der eingangs genannten Art zu schaffen,

der die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, also eine sichere und präzise Käfigführung gewährleistet und dabei an den Berührungsstellen zwischen Käfig und

Rollen hohe spezifische Belastungen und große Wärmeentwicklung vermeidet, einen konstanten Schmierfilm zwischen Rolle und Laufbahn ermöglicht,

klemmkräftearm ist und bei ausreichender Genauigkeit preiswert herzustellen ist.

Die Lösung ist aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu ersehen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das konvexe Ende des Zapfens einen Kugelradius aufweist, der ca. Wm des Radius der als Kugelkalotte ausgebildeten Mulde beträgt.

Dadurch, daß die radiale und die axiale Käfigführung an zwei verschiedenen Stellen in der stirnseiligen Rollenausnehmung stattfinden, nämlich die axiale am konvexen Vorsprung des Zapfens und die radiale am Zapfenmantel, werden die spezifische Belastung und die Wärmeentwicklung wesentlich verringert. Dies gilt insbesondere bei Lagern, die mit vertikaler Lagerachse eingebaut sind, da hierbei das gesamte Käfiggewicht an der Berührungsstelle Zapfen/Mulde übertragen wird, während die radialen Kräfte, die durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der Rollen auftreten, an der Mantelfläche des Zapfens und der Rollenausnehmung aufgenommen werden. Besonders vorteilhaft hat sich die Ausführung erwiesen, bei der der Radius des konvexen Zapfenvorsprungs etwa ein Zehntel des Radius der Mulde in der Rollenaussparung beträgt. Dabei lassen sich derartige Rollenkränze bei ausreichender Genauigkeit sehr preiswert herstellen. Die Erfindung soll an Hand nachfolgender Figuren näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Rollenkranzes in der Seitenansicht.

F i g. 2 zeigt einen Teil des Rollenkranzes in der Draufsicht mit Teilausschnitt.

Fig.3 zeigt vergrößert einen Teilquerschnitt der Käfigführungsstelle.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht der erfindungsgemäße Rollenkranz aus den Rollen !,den Käfigringteilen 2, den Verbindungsbolzen 3 und den Zapfen 4.

Die Zapfen 4 sind in Bohrungen der Ringteile 2 so eingesetzt, daß sie bei der Rollenkranzmontage nicht selbständig herausfallen können. Eine weitere Befesti-

gung der Zapfen 4 in den Bohrungen der Ringteile 2 ist nicht notwendig, da die Zapfen im zusammengebauten Zustand des Rollenkranzes über die Rollen 1 in den Käfigringteilen 2 gehalten werden.

Die Ringteile 2 werden am Umfang von lediglich vier Verbindungsbolzen 3 (Fig.2) auf Abstand gehalten, damit möglichst viele Rollen 1 am Teilkreisumfang untergebracht werden können und eine hohe Tragzahl erreicht wird. Die mit Festsitz in die Bohrungen der Käfigscheiben 2 eingesetzten Verbindungsbolzen 3 werden durch Schweißen gesichert, nachdem ein axiales Käfigspiel rnittels einer Lehre vorgegeben wurde. In manchen Fällen, in denen z. B. ein zerlegbarer Käfig gewünscht wird, erfolgt die Sicherung auf andere Weise.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, weist der Zapfen 4 an seiner der Rolle 1 zugewandten Stirnseite 4" einen konzentrischen, konvexen Vorsprung 5 auf, der in die Aussparung Γ der Rolle 1 hineinragt. Diese Aussparung Γ ist eine zylindrische Sackbohrung, die eine zur Rollenachse konzentrische Mulde 7 besitzt.

Die Spielverhältnisse sind so gewählt, daß die axiale und die radiale Käfigführung getrennt erfolgen, was eine wesentliche Verringerung der Belastung und der Wärmeentwicklung zur Folge hat und jegliche Klemmkräfte ausschließt, da auch hier die im Betrieb auftretenden unvermeidlichen, durch die Rollenschrägstellung hervorgerufenen Kräfte nicht vom Käfig aufgenommen werden, sondern ausschließlich von den Lagerborden.

Der Käfig überträgt die vom Käfiggewicht und der Fliehkraft verursachten Kräfte axial über den Zapfen 4, dessen konvexen Vorsprung 5 und die Mulde 7 auf die Rolle 1. während die radiale Käfigführung zwischen der zylindrischen Mantelfläche 1" der Ausnehmung Γ und dem Mantel 4' des in die Sackbohrung Γ hineinragenden Zapfens 4 stattfindet Durch diese Anordnung wird gegenüber anderen Käfigarten ein Schlupf der Rollen Γ im unbelasteten Bereich weitgehend vermieden, da die Rollen 1 mit ihren Ausnehmungen Γ reibungsarm auf dem Zapfen 4 gelagert sind.

Der Zapfen 4 kann aus Kunststoff hergestellt sein, hai eine zylindrische Mantelfläche 4' und an der Stirnseite 4" einen konvexen Vorsprung 5 mit dem Kugelradius 6. Der als Massenteil hergestellte Zapfen 4 ist preiswert und leicht zu montieren. Er wird ebenso wie die Verbindungsbolzen 3 in Bohrungen der Käfigringteile 2 eingesteckt, wobei die Verbindungsbolzen 3 von außen verschweißt werden. Die Rollenausnehmung Γ kann leicht hergestellt werden und die Mulde 7 wird beispielsweise durch Eindrücken einer Kugel 8 erzeug!. Dabei ist es zweckmäßig, die Kugelgröße so zu wählen, daß am Rand der Ausnehmung 1' eine Schräge angeformt wird.

Der erfindungsgemäße Rollenkranz besteht aus leicht herzustellenden Teilen, ist leicht zu montieren, betriebssicher und billig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

3. Rollenkranz für große Wälzlager, bestehend aus einer Anzahl von Rollen, die an beiden Stirnseiten Ausnehmungen aufweisen und einem Käfig, der aus zwei mit Bohrungen versehenen Ringteilen besteht die durch Abstandsbolzen miteinander verbunden sind, wobei in die Bohrungen der Ringteile Zapfen eingesetzt sind, die in die Ausnehmungen der Rollen hineinragen, die an zylindrischen Umfangswandungen der Ausnehmungen radial gelagert sind und wobei die Rollen in Achsrichtung bezüglich der Ringteiler abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (I') der Rollen (1) als zylindrische Sackbohrungen ausgebildet sind, deren Boden jeweils mit einer zur Rollenachse konzentrischen Mulde (7) versehen ist, an deren Wandungen sich jeweils eine zur Zapfenachse konzentrische konvexe Endfläche (5) eines Zapfens (4) zur axialen Sicherung der Rollen (1) abstützt
2. Rollenkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konvexe Ende (5) des Zapfens (4) einen Kugelradius aufweist, der ca. ¹Ao des Radius (8) der als Kugelkalotte ausgebildeten Mulde (7) beträgt.