WO2008086764A1 - Kammseitenscheibenkäfig zur führung von wälzkörpern in einem wälzkörperlager sowie wälzkörperlager - Google Patents

Kammseitenscheibenkäfig zur führung von wälzkörpern in einem wälzkörperlager sowie wälzkörperlager Download PDF

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WO2008086764A1
WO2008086764A1 PCT/DE2007/002291 DE2007002291W WO2008086764A1 WO 2008086764 A1 WO2008086764 A1 WO 2008086764A1 DE 2007002291 W DE2007002291 W DE 2007002291W WO 2008086764 A1 WO2008086764 A1 WO 2008086764A1
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cage
rolling
rolling elements
region
kammseitenscheibenkäfig
Prior art date
Application number
PCT/DE2007/002291
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Messerschmidt
Edgar Karbach
Henri Van Der Knokke
Stefan Hierl
Bruno Scherb
Rainer Gebauer
Herbert Roth
Rainer Schröder
Rudolf Zeidlhack
Original Assignee
Schaeffler Kg
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Publication date
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    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/4617—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F16C33/4664—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages with more than three parts, e.g. two end rings connected by individual stays
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    • F16C33/491—Cages for rollers or needles comb-shaped applied as pairs for retaining both ends of the rollers or needles
    • F16C33/492—Cages for rollers or needles comb-shaped applied as pairs for retaining both ends of the rollers or needles joined by rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm

Definitions

  • Comb side disc cage for guiding rolling elements in a roller bearing and roller bearing
  • the invention relates to a comb side plate cage for guiding rolling elements in a roller bearing according to the preamble of claim 1 and a roller bearing with the comb side disc cage.
  • Rolling element bearings generally consist of an outer ring, an inner ring and a plurality of rolling elements, which are often held between outer ring and inner ring in a Wälz analysesurafig.
  • the Wälz analysesurafig serves in particular to separate the rolling elements from each other and to keep the rolling elements at an equal distance from each other.
  • the document DE 100 31 427 C2 deals with large rolling bearings, which are used for example in rolling mills, and which have so-called pin cages.
  • the pin cage consists of two parallel arranged cage discs, which are interconnected by a plurality of bolts, each pin carries a rolling element, such as a cylindrical roller.
  • the rolling elements each have a central bore.
  • the bolt is usually provided at one end with a thread which is screwed into the one cage disc. The other end of the bolt is firmly welded after mounting the cage in the rolling bearing with inserted rolling elements on the other cage disc.
  • the document DE 42 27 662 A1 which probably describes the closest prior art, discloses a radial roller bearing having a cage which consists of two circular rings, which have at their opposite sides pockets forming recesses, wherein the recesses by web approaches are separated from each other and wherein the annuli are held by running between the rolling elements connecting members at a distance and connected to each other.
  • the circular rings between each rolling element are interconnected by two superimposed in the radial direction links.
  • the invention has for its object to propose a new cage design that ensures a load-friendly design of the cage for heavy loads.
  • a roller bearing with the features of claim 13.
  • Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims, the following description and the attached figures.
  • the rolling element bearing is designed in any shape, preferably as a radial roller bearing, in particular as a tapered roller bearing or as a cylindrical roller bearing.
  • the Kammfaceintrankafig has the task of separating the stored therein or arranged rolling elements from each other to keep an equal distance from each other to prevent falling out of the rolling elements and / or to guide the rolling elements in the unloaded zone of the rolling element bearing.
  • the Kammcommunicinkafig two cage side windows which are preferably annular disc-shaped or annular and between which the rolling elements are arranged at least in sections.
  • the cage side discs on a plurality of web approaches which are positioned on the rolling elements facing side of the cage side windows and each opposite.
  • the web projections are preferably designed as stub-like and / or wedge-shaped in cross-section approaches that have a concave contour on the rolling bodies facing sides or flanks, which is adapted to the outer contour of the rolling elements and this lead at least temporarily.
  • the length of the web extensions in the axial direction is preferably less than one third of the distance of the two cage side windows, in particular less than a quarter.
  • the web projections are distributed regularly in the circumferential direction and / or azimuthally, so that the cage side discs are formed comb-like.
  • the comb side disc cage has a plurality of connecting links, which are designed and / or arranged for connecting and / or for keeping the two cage side discs apart.
  • the connecting region which extends in the radial direction between the rolling elements and / or the gap region between the rolling elements and in which a connecting element is arranged is referred to as the connecting region.
  • the connecting members are arranged outside, in particular between the rolling elements.
  • connection member and / or at least one web attachment is arranged in at least one connection region, wherein said connection member or said web extension is arranged at least in sections within a radial inner region of the respective cage side disk whose boundary is defined by the positions of the axes of rotation of the rolling elements is defined.
  • the position of the connecting members or the web projections is thus set in relation to the (imaginary) piercing point of the rolling body rotational axis by the respective cage side window.
  • the radially inner region on each cage side disk is bounded by a circle having a radius which corresponds to the distance between the cage side disk center point and said piercing point.
  • the connecting members are designed as bolts.
  • the bolts are formed on both sides with a tapered end portion, so that a shoulder is formed on both sides, which rests against the cage side windows and / or the web approaches and thus ensures a predetermined distance of the cage side windows.
  • the connecting member in the at least one connecting region, is completely inside and the at least one web shoulder is arranged in particular completely outside the radial inner region. In this way, the stability of the comb side plate cage is generated by the radially inner link members, whereas the guide is implemented by the radially outer web projections.
  • the web extension and connecting member are arranged opposite to the previous alternative, so that the at least one web extension inside and the connecting member is arranged completely outside the radial inner region.
  • Stegan awards ensured, which is particularly advantageous for rolling element bearings, which have on the outer race or outer ring shelves.
  • both the web extension and the connecting member of a connecting region are arranged within the radial inner region, so that, for example, the comb side-disc cage can be equipped with rolling bodies from radially outside in the already mounted state.
  • the integrally formed connecting member is fixed to each cage side disc on at least two separate receiving devices.
  • the receiving devices lie one above the other in the radial direction or overlap at least partially.
  • one of the receiving attachments is arranged radially outside and one of the receiving devices radially inside the radially inner region.
  • one of the receiving fasteners is arranged in the at least one web shoulder.
  • the connecting member is fixed in a reinforced portion of the comb side plate, which in turn contributes to increasing the stability of the comb side disc cage.
  • the receiving fasteners are formed as through-holes or blind holes in or through which the connecting members are inserted or carried out.
  • the connection of the cage side discs with the links can be made by any joining techniques, welding, riveting, screwing or gluing being preferred.
  • a particularly successful embodiment is a connecting member, which is formed as a double pin with bridge area in one piece.
  • the connecting member thus has an H-shaped structure, wherein the bridge region is preferably arranged centrally.
  • the connection between the bridge region and the bolt or bolt sections of the double bolt can be formed in a positive, material or non-positive manner.
  • the connecting member is preferably made of metal.
  • only the bolts or bolt sections are made of metal, whereas the bridge area is made of plastic.
  • the connecting member is made entirely of plastic.
  • the bridge region on both sides, in the side faces facing the rolling elements concave guide surfaces that support the guiding and spacing of the rolling elements to each other.
  • a large bearing is preferably defined as a roller bearing with an outer diameter greater than 300 millimeters, preferably greater than 420 millimeters, in particular greater than 1000 mm.
  • the roller bearing on a plurality of rolling elements which are formed without drilling and / or rolling bearing steel.
  • the previously used and known pin cages have rolling bodies with through holes, which are designed to receive the bolts. The necessity of these through holes means that the rolling elements must be made of case-hardened steel for strength reasons, which leads to increased manufacturing costs.
  • the use of the comb side disk cage according to the invention eliminates the need for through holes so that the more favorable rolling bearing steels can be used for the rolling elements.
  • the Kammudgeschei- benhimfig is installed as a preassembled unit with or without pre-mounted rolling elements in the rolling element.
  • the Kammsei- teninkarfig is preferably already assembled before insertion into the rolling element bearing so that a preassembled unit is installed in the rolling element bearing, in particular without impairing this by the assembly process or pollute by emissions.
  • the rolling elements or rollers are installed in the rolling element bearing, in particular in the rings of the rolling element bearing, before or after insertion of the comb side plate cage depends in particular on the existing ribs on the outer or inner ring of the rolling element bearing.
  • At least one ring in particular an inner ring or an outer ring, in particular has screwed ribs.
  • Figure 1 is a schematic, three-dimensional sectional view of a cylindrical roller bearing as a first embodiment of the invention in a sectional plane parallel to the axial extent of the cylindrical roller bearing;
  • Figure 2 is a schematic, three-dimensional representation of a second embodiment of the invention in the form of a second cylindrical roller bearing in a radial plan view with graphic suppression of the outer ring and partially the rolling elements;
  • Figure 3 is a schematic, three-dimensional representation of the cylindrical roller bearing in Figure 2 also with graphically suppressed outer ring, fully equipped with rolling elements.
  • the cylindrical roller bearing 1 shows a cylindrical roller bearing 1 in a schematic three-dimensional sectional view as a first embodiment of the invention.
  • the cylindrical roller bearing 1 comprises an inner ring 2, an outer ring 3 between which a plurality of cylindrical rollers 4 are rollably mounted in a Kammsurschei- benhimfig 5, so that in a known manner, the outer ring 3 can rotate relative to the inner ring 2.
  • the inner ring 2 is designed bordenok, whereas the outer ring 3 has lateral, radially inwardly directed ribs 6, which are optionally formed integrally formed on the outer ring 3 or screwed.
  • the comb side plate cage 5 has two laterally arranged and parallel, aligned cage side plates 7, which are positioned frontally to the cylindrical rollers 4.
  • each cage side disk 7 has an outer stub 8 and an inner stub 9 for each space between the cylindrical rollers 4.
  • the stubs 8 and 9 are for example integrally formed on the respective cage side plate 7. In the axial direction, the stubs 8 and 9 extend to such an extent that they respectively embrace approximately one fourth of the cylindrical rollers 4 at the end.
  • Through the stub 8 and 9 are on both sides opposite pockets formed in the two cage side plates 7, in which the cylindrical rollers 4 arranged and / or stored end side.
  • the in each case the cylindrical rollers 4 facing side surface of the stub 8 and 9 is adapted in a possible alternative embodiment of the shape of the cylindrical rollers 4, that is formed concave.
  • the side surfaces facing into the cylindrical rollers 4 are realized flat.
  • the stubs 8 and 9 are distributed so that in each case the outer stub 8 is arranged in the radially outer region 11 and the inner stub 9 in each case in the inner radial region 12.
  • this comprises a plurality of connecting links, which are formed as bolts 13, wherein in an intermediate region between two cylindrical rollers 4 each exactly one bolt 13 is arranged.
  • the bolts 13 are reduced at their free ends relative to their middle part in diameter, so that shoulder surfaces arise, which rest on introduced in the stub 8 hole at the bore opening and ensure a stable cohesion of Kammcommuninlafigs 5.
  • this first alternative embodiment per gap or connection area on an inner and an outer stub 8 and 9 and a arranged in the radially outer region 12 bolt 13.
  • the bolt 13 is arranged instead of in the radially outer region 11 in the radially inner region 12, wherein the bolt 13 is guided in an analogous manner by the inner stub 9 and / or fixed.
  • This further alternative embodiment thus has per outer space or connection area an outer and an inner stub 8 or 9 and a bolt 13, which is arranged in the radially inner region 12.
  • an inner stub 9 and a bolt 13 arranged in the radially outer region 11 are provided on each side of each gap or connecting region, wherein the outer stub 8 is dispensed with.
  • the comb side disc cage 5 has an outer stub 8 on both sides and a bolt 13, which is arranged in the radially inner region 12.
  • the inner stub 9 was omitted.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention in a three-dimensional representation radially obliquely from above in the form of a second cylindrical roller bearing 1.
  • the cylindrical roller bearing in Figure 1 is formed analogous to the cylindrical roller bearing 1 in Figure 1, with the difference that instead of the bolt 13 H-shaped connecting members 14 are provided, which connect the cage side windows 7 - of which only one is shown - together.
  • the connecting member 14 is again shown in detail in the image area of FIG. 2 at the bottom right.
  • the connecting member 14 is designed as a double-bolt construction, which has two bolts 15, which are arranged parallel to one another and integral with one another via a central part 16. are bound.
  • the bolts 15 shown in Figure 2 have over its entire longitudinal extent a uniform, round diameter, in modified embodiments, these may also have tapered end portions, so that analogously as in the bolt 13 in Figure 1 shoulder areas are formed by a defined distance between to ensure the cage side windows 7.
  • the middle part 16 has on both sides a concavely curved side surface, which faces the cylindrical rollers 4 and is adapted to the curvature of the cylindrical rollers 4.
  • the center region 16 shown in the middle in FIG. 2 is arranged outside the cage side disks 7 or breaks down into several segments, so that an oil or grease circulation in the cylindrical roller bearing 1 is improved.
  • the bolts 15 are arranged congruently or at least overlapping in the radial direction.
  • the radially outer bolt 15 is guided through a first through hole 17 through the outer stub 8, wherein the radially inner bolt 15 is fixed in a second through hole 18 through the cage side plates 7.
  • the cage side discs 7 can be divided in Figure 2 in a radially outer region 11 and an inner region 12 in an analogous manner as in Figure 1, wherein the outer stub 8 and the first through hole 17 in the radially outer region 11 and the two te through hole 18 is disposed in the radially inner region 12, so that the connecting member 14 at least partially or in sections within the radially inner region 12 is arranged and / or fixed and / or fixed.
  • FIG. 3 shows the cylindrical roller bearing 1 in FIG. 2, completely equipped with cylindrical rollers 4.
  • a connecting member 14 is disposed only in every second space between the cylindrical rollers 4. This is possible because due to the stabilization by the central part 16 even with a gap-filled with connecting members 14 occupied Kammcommunusionnkarfig 5 is given sufficient stability.
  • the patchy occupation creates enough space for roll mounting.
  • the comb side disc cage 5 can be installed in the cylindrical roller bearing 1 already in the preassembled state, in particular, no pollution-intensive manufacturing steps within the cylindrical roller bearing 1 must be performed.
  • the cylindrical roller bearings 1 shown in FIGS. 1 to 3 are optionally designed as large bearings which have an outer diameter of more than 300 mm.
  • the material of the cylindrical rollers 3 is a common one.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Käfigbauform vorzuschlagen, die eine belastungsgerechte Auslegung des Käfigs auch für starke Beanspruchungen sicherstellt. Es wird ein Kammseitenscheibenkäfig (5) zur Führung von Wälzkörpern (4) in einem Wälzkörperlager (1) mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern (4), mit zwei Käfigseitenscheiben (7), zwischen denen die Wälzkörper (4) angeordnet sind und welche eine Mehrzahl von Stegansätzen (8, 9) aufweisen, die zur Führung der Wälzkörper (4) ausgebildet sind, und mit einer Mehrzahl von Verbindungsgliedern (13, 14), welche zur Verbindung der zwei Käfigseitenscheiben (7) ausbildet sind und deren azimutale Position jeweils einen Verbindungsbereich definieren, wobei in mindestens einem Verbindungsbereich genau ein Verbindungsglied (13, 14) und/oder mindestens ein Stegansatz (8, 9) angeordnet ist, wobei das Verbindungsglied (13, 14) bzw. der Stegansatz (8, 9) zumindest abschnittsweise innerhalb eines radialen Innenbereichs (12) der jeweiligen Käfigseitenscheibe (7) angeordnet ist, dessen Grenze durch die Positionen der Drehachsen (10) der Wälzkörper (4) definiert ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kammseitenscheibenkäfig zur Führung von Wälzkörpern in einem Wälzkörperlager sowie Wälzkörperlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kammseitenscheibenkäfig zur Führung von Wälzkörpern in einem Wälzkörperlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Wälzkörperlager mit dem Kammseitenscheibenkäfig.
Wälzkörperlager bestehen im Allgemeinen aus einem Außenring, einem Innenring sowie einer Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen Außenring und Innenring oftmals in einem Wälzkörperkäfig gehalten werden. Der Wälzkörperkäfig dient dabei insbesondere dazu, die Wälzkörper voneinander zu trennen und die Wälzkörper in einem gleichen Abstand voneinander zu halten. Die Druckschrift DE 100 31 427 C2 behandelt große Wälzlager, die beispielsweise in Walzwerken eingesetzt werden, und die so genannte Bolzenkäfige aufweisen. Der Bolzenkäfig besteht aus zwei parallel angeordneten Käfigscheiben, die durch eine Vielzahl von Bolzen miteinander verbunden sind, wobei jeder Bolzen einen Wälzkörper, beispielsweise eine Zylinderrolle, trägt. Zur Aufnahme der Bolzen weisen die Wälzkörper jeweils eine zentrische Bohrung auf. Der Bolzen wird üblicherweise an einem Ende mit einem Gewinde versehen, das in die eine Käfigscheibe eingeschraubt wird. Das andere Ende des Bolzens wird nach Montage des Käfigs in dem Wälzlager mit eingesetzten Wälzkörpern an der anderen Käfigscheibe fest geschweißt.
Die Druckschrift DE 42 27 662 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik beschreibt, offenbart ein Radialwälzlager, welches einen Käfig aufweist, der aus zwei Kreisringen besteht, die an ihren einander gegenϋber- liegenden Seiten Taschen bildende Ausnehmungen aufweisen, wobei die Ausnehmungen durch Stegansätze voneinander getrennt sind und wobei die Kreisringe durch zwischen den Wälzkörpern verlaufende Verbindungsglieder auf Abstand gehalten und miteinander verbunden sind. Zur Erhöhung der Käfigstabilität sind die Kreisringe zwischen jedem Wälzkörper durch zwei in radialer Richtung übereinander liegenden Verbindungsgliedern miteinander verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Käfigbauform vorzuschlagen, die eine belastungsgerechte Auslegung des Käfigs auch für starke Beanspruchungen sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch einen Kammseitenscheibenkäfig mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Wälzkörperlager mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Er- findung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren. Erfindungsgemäß wird ein Kammseitenscheibenkäfig zur Führung bzw. Aufnahme von Wälzkörpern in einem Wälzkörperlager vorgeschlagen. Das Wälzkörperlager ist in beliebiger Bauform ausgebildet, vorzugsweise als Radialwälzlager, insbesondere als Kegelrollenlager oder als Zylinderrollenlager.
Der Kammseitenscheibenkäfig hat die Aufgabe, die darin gelagerten oder angeordneten Wälzkörper voneinander zu trennen, in einem gleichen Abstand voneinander zu halten, das Herausfallen der Wälzkörper zu verhindern und/oder die Wälzkörper in der unbelasteten Zone des Wälzkörperlagers zu führen.
Hierzu weist der Kammseitenscheibenkäfig zwei Käfigseitenscheiben auf, die vorzugsweise ringscheibenförmig oder kreisringförmig ausgebildet sind und zwischen denen die Wälzkörper zumindest abschnittsweise angeordnet sind. Zur insbesondere rand- oder endseitigen Führung der Wälzkörper weisen die Käfigseitenscheiben eine Mehrzahl von Stegansätzen auf, die an der den Wälzkörpern zugewandten Seite der Käfigseitenscheiben und jeweils gegenüberliegend positioniert sind.
Die Stegansätze sind bevorzugt als stummelartige und/oder im Querschnitt keilartige Ansätze ausgebildet, die an den den Wälzkörpern zugewandten Seiten oder Flanken eine konkave Kontur aufweisen, die an die Außenkontur der Wälzkörper angepasst ist und diese zumindest zeitweise führen. Die Länge der Stegansätze in axialer Richtung beträgt bevorzugt jeweils weniger als ein Drittel des Abstands der beiden Käfigseitenscheiben, insbesondere weniger als ein Viertel. Bevorzugt sind die Stegansätze in Umfangrichtung und/oder azimutal regelmäßig verteilt, so dass die Käfigseitenscheiben kammartig ausgebildet sind. Der Kammseitenscheibenkäfig weist eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern auf, welche zur Verbindung und/oder zum Abstandhalten der zwei Käfigseitenscheiben ausgebildet und/oder angeordnet sind. Zum Zwecke der Definition wird der Bereich, der sich in radialer Richtung zwischen den Wälzkör- pern erstreckt, und/oder der Lϋckenbereich zwischen den Wälzkörpem und in dem ein Verbindungsglied angeordnet ist, als Verbindungsbereich bezeichnet. Die Verbindungsglieder sind dabei außerhalb, insbesondere zwischen den Wälzkörpern angeordnet.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in mindestens einem Verbindungsbereich genau ein Verbindungsglied und/oder mindestens ein Stegansatz angeordnet ist, wobei das genannte Verbindungsglied beziehungsweise der genannte Stegansatz zumindest abschnittsweise innerhalb eines radialen Innenbereichs der jeweiligen Käfigseitenscheibe angeordnet ist, dessen Grenze durch die Positionen der Drehachsen der Wälzkörper definiert ist. Die Position der Verbindungsglieder beziehungsweise der Stegansätze wird somit in Bezug zu dem (gedachten) Durchstoßungspunkt der Wälzkörperdrehachse durch die jeweilige Käfigseitenscheibe gesetzt. Anders ausgedrückt wird der radiale Innenbereich an jeder Käfigseitenscheibe durch einen Kreis mit einem Radius begrenzt, welcher dem Abstand des Käfigseiten- scheibenmittelpunkts zu dem genannten Durchstoßungspunkt entspricht.
Mit dieser neuen Käfigbauform ist es möglich, ein Wälzkörperlager belastungsgerecht für verschiedene Anwendungen aufzubauen.
Bei einer konstruktiv vorteilhaften Ausführung sind die Verbindungsglieder als Bolzen ausgebildet. Insbesondere sind die Bolzen beidseitig mit einem verjüngten Endabschnitt ausgebildet, so dass beidseitig eine Schulter gebildet wird, die an den Käfigseitenscheiben und/oder den Stegansätzen anliegt und so einen vorbestimmten Abstand der Käfigseitenscheiben sicherstellt. Bei einer möglichen Ausführungsalternative ist in dem mindestens einen Verbindungsbereich das Verbindungsglied vollständig innerhalb und der mindestens eine Stegansatz insbesondere vollständig außerhalb des radialen Innenbereichs angeordnet. Auf diese Weise wird die Stabilität des Kammseitenscheibenkäfigs von den radial weiter innen liegenden Verbindungsgliedern erzeugt, wohingegen die Führung durch die radial weiter außen liegenden Stegansätze umgesetzt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsalternative sind Stegansatz und Verbin- dungsglied gegengleich zu der vorhergehenden Alternative angeordnet, so dass der mindestens eine Stegansatz innerhalb und das Verbindungsglied vollständig außerhalb des radialen Innenbereichs angeordnet ist. In diesem
Fall wird die Führung der Wälzkörper durch die radial weiter innen liegenden
Stegansätze sichergestellt, was insbesondere bei Wälzkörperlagern vorteil- haft ist, welche an dem äußeren Laufring beziehungsweise Außenring Borde aufweisen.
Bei einer weiteren Ausführungsalternative sind sowohl der Stegansatz als auch das Verbindungsglied eines Verbindungsbereichs innerhalb des radia- len Innenbereichs angeordnet, so dass zum Beispiel der Kammseitenschei- benkäfig von radial außen im bereits montiertem Zustand mit Wälzkörpern bestückbar ist.
Bei einer besonders vorteilhaften und stabilen Ausführungsform der Erfin- düng ist das einstückig ausgebildete Verbindungsglied an jeder Käfigseitenscheibe an mindestens zwei voneinander getrennten Aufnahmevorrichtungen festgelegt. Vorzugsweise liegen die Aufnahmevorrichtungen in radialer Richtung übereinander oder überlappen zumindest teilweise. Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist eine der Aufnahmebefestigungen radial außerhalb und eine der Aufnahmevorrichtungen radial innerhalb des radialen Innenbereichs angeordnet. Bei dieser erfinderischen Weiterbildung wird eine erhöhte Käfigstabilität im Vergleich zu Einzelbolzen erreicht, wobei zusätzlich nur ein verringerter Montageaufwand im Vergleich zu der Montage von zwei separaten, übereinander liegenden Bolzen aufgewendet werden muss.
Es ist zudem bevorzugt, wenn eine der Aufnahmebefestigungen in dem min- destens einem Stegansatz angeordnet ist. Auf diese Weise ist das Verbindungsglied in einem verstärkten Bereich der Kammseitenscheibe festgelegt, was wieder zu Erhöhung der Stabilität des Kammseitenscheibenkäfig beiträgt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die zudem fertigungskostengünstig herstellbar ist, sind die Aufnahmebefestigungen als Durchgangsbohrungen oder Sacklöcher ausgebildet in oder durch die die Verbindungsglieder gesteckt oder durchgeführt werden. Allgemein kann die Verbindung der Käfigseitenscheiben mit den Verbindungsgliedern über beliebige Verbindungstechniken erfolgen, wobei Schweißen, Nieten, Schrauben oder Kleben bevorzugt ist.
Eine besonders gelungene Ausführungsform stellt ein Verbindungsglied dar, welches als Doppelbolzen mit Brückenbereich in einstückiger Weise ausge- bildet ist. Das Verbindungsglied hat somit einen H-förmigen Aufbau, wobei der Brückenbereich bevorzugt mittig angeordnet ist. Die Verbindung zwischen Brückenbereich und Bolzen oder Bolzenabschnitten des Doppelbolzens kann form-, stoff- oder kraftschlüssig ausgebildet sein. Das Verbindungsglied ist vorzugsweise aus Metall gefertigt. Bei einer möglichen Alter- native sind nur die Bolzen bzw. Bolzenabschnitte aus Metall, wohingegen der Brückenbereich aus Kunststoff ausgebildet ist. Bei einer anderen alternative besteht das Verbindungsglied vollständig aus Kunststoff. Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist der Brückenbereich beidseitig, bei den den Wälzkörpern zugewandten Seitenflächen konkave Führungsflächen auf, die das Führen und das Abstandhalten der Wälzkörper zueinander unterstützen.
Insbesondere bei einer H-förmigen Ausbildung des Verbindungsglieds ist es ausreichend, wenn nur jeder zweite, dritte oder vierte Zwischenbereich zwischen den Wälzkörpern als Verbindungsbereich ausgebildet ist. Zugleich wird die Bestückbarkeit der Kammseitenscheibenkäfigs mit den Wälzkörpern vereinfacht oder sogar erst ermöglicht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Wälzkörperlager, insbesondere Radialwälzlager, mit einem Kammseitenscheibenkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder wie er soeben beschrieben wurde, wo- bei das Wälzkörperlager als Großlager oder Großwälzlager - nachfolgend zusammenfassend Großlager genannt - ausgebildet ist. Ein Großlager ist vorzugsweise definiert als ein Wälzkörperlager mit einem Außendurchmesser größer als 300 Millimeter, vorzugsweise größer als 420 Millimeter, insbesondere größer als 1000 mm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wälzkörperlager eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf, welche durchbohrungsfrei und/oder aus Wälzlagerstahl ausgebildet sind. Wie in der Einleitung erwähnt, weisen die bisher eingesetzten und bekannten Bolzenkäfige Wälzkörper mit Durch- gangsbohrungen auf, die zur Aufnahme der Bolzen ausgebildet sind. Die Notwendigkeit dieser Durchgangsbohrungen führt dazu, dass die Wälzkörper aus festigkeitsmäßigen Gründen aus Einsatzstahl gefertigt sein müssen, was zu erhöhten Fertigungskosten führt. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kammseitenscheibenkäfigs entfällt die Notwendigkeit der Durch- gangsbohrungen, so dass die günstigeren Wälzlagerstähle für die Wälzkörper einsetzbar sind. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kammseitenschei- benkäfig als vormontierte Baueinheit mit oder ohne vormontierte Wälzkörper in dem Wälzkörperlager eingebaut. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Bolzenkäfig, welche im fertig montierten Wälzkörperlager zusammenge- setzt und geschweißt werden, was zu Verschmutzungen mit Schlacke und Schweißperlen und zum Verzug des Käfigs führen kann, wird der Kammsei- tenscheibenkäfig bevorzugt bereits vor dem Einsetzen in das Wälzkörperlager fertig zusammengebaut, so dass eine vormontierte Einheit in das Wälzkörperlager eingebaut wird, insbesondere ohne dieses durch den Montage- prozess zu beeinträchtigen oder durch Emissionen zu verschmutzen. Ob die Wälzkörper oder Rollen bereits vor dem Einsetzen des Kammseitenschei- benkäfigs in das Wälzkörperlager, insbesondere in die Ringe des Wälzkörperlagers, eingebaut werden oder danach, hängt insbesondere von den vorhandenen Borden am Außen- beziehungsweise Innenring des Wälzkörper- lagers ab.
Bei einer speziellen Ausführungsform weist mindestens ein Ring, insbesondere ein Innen- oder ein Außenring, insbesondere schraubbare Borde auf.
Weitere Vorteile, Merkmale und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische, dreidimensionale Schnittdarstellung eines Zylinderrollenlagers als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittebene parallel zur axialen Erstreckung des Zylinderrollenlagers;
Figur 2 eine schematische, dreidimensionale Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Form eines zweiten Zylinderrollenlagers in radialer Draufsicht bei zeichnerischer Unterdrückung des Außenrings und teilweise der Wälzkörper; Figur 3 eine schematische, dreidimensionale Darstellung des Zylinderrollenlagers in Figur 2 ebenfalls mit zeichnerisch unterdrückten Außenring, voll bestückt mit Wälzkörpern.
Einander entsprechende oder gleiche Teile werden in den nachfolgenden Figuren jeweils mit den entsprechenden oder gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figur 1 zeigt ein Zylinderrollenlager 1 in einer schematischen dreidimen- sionalen Schnittdarstellung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Zylinderrollenlager 1 umfasst einen Innenring 2, einen Außenring 3 zwischen denen eine Mehrzahl von Zylinderrollen 4 in einem Kammseitenschei- benkäfig 5 rollbar gelagert sind, so dass sich in bekannter Weise der Außenring 3 relativ zu dem Innenring 2 drehen kann.
Der Innenring 2 ist bordenfrei ausgeführt, wohingegen der Außenring 3 seitliche, radial nach innen gerichtete Borde 6 aufweist, die optional einstückig an dem Außenring 3 angeformt oder schraubbar ausgebildet sind.
Der Kammseitenscheibenkäfig 5 weist zwei seitlich zueinander angeordnete und parallel, fluchtende Käfigseitenscheiben 7 auf, welche stirnseitig zu den Zylinderrollen 4 positioniert sind.
Bei einer in der Figur 1 dargestellten, möglichen ersten Alternative weist jede Käfigseitenscheibe 7 für jeden Zwischenraum zwischen den Zylinderrollen 4 einen äußeren Stummel 8 und einen inneren Stummel 9 auf. Die Stummel 8 und 9 sind beispielsweise einstückig an die jeweilige Käfigseitenscheibe 7 angeformt. In axialer Richtung erstrecken sich die Stummel 8 beziehungsweise 9 soweit, dass sie jeweils circa ein Viertel der Zylinderrollen 4 endsei- tig umgreifen. Durch die Stummel 8 beziehungsweise 9 werden in den zwei Käfigseitenscheiben 7 beidseitig gegenüberliegende Taschen gebildet, in denen die Zylinderrollen 4 endseitig angeordnet und/oder gelagert sind. Die jeweils den Zylinderrollen 4 zugewandte Seitenfläche der Stummel 8 beziehungsweise 9 ist bei einer möglichen Ausführungsalternative an die Form der Zylinderrollen 4 angepasst, also konkav ausgebildet. Bei einer anderen möglichen Ausführungsalternative sind die in den Zylinderrollen 4 zugewand- ten Seitenflächen plan realisiert.
Durch eine gestrichelte Linie 10 ist die Rollenachse der in der Darstellung in Figur 1 vordersten Zylinderrolle 4 angedeutet. Durch den gedachten Durch- stoßungspunkt der Rollenachse 10 durch die Käfigseitenscheiben 7 wird ein Radius für einen Kreis festgelegt, welcher jede Käfigseitenscheibe 7 in einen radialäußeren Bereich 11 und in einen radialinneren Bereich 12 unterteilt.
Die Stummel 8 und 9 sind so verteilt, dass jeweils der äußere Stummel 8 in den radialäußeren Bereich 11 und der innere Stummel 9 jeweils in dem radi- alinneren Bereich 12 angeordnet ist.
Zur Stabilisierung des Kammseitenscheibenkäfigs 5 umfasst dieser eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern, die als Bolzen 13 ausgebildet sind, wobei in einem Zwischenbereich zwischen zwei Zylinderrollen 4 jeweils genau ein Bolzen 13 angeordnet ist. Die Bolzen 13 sind an ihren freien Enden gegenüber ihrem Mittelteil im Durchmesser verringert, so dass Schulterflächen entstehen, die an in den Stummeln 8 eingebrachte Bohrung an der Bohrungsöffnung anliegen und für einen stabilen Zusammenhalt des Kammseitenscheibenkäfigs 5 sorgen.
Zusammengefasst weist diese erste Ausführungsalternative pro Zwischenraum oder Verbindungsbereich einen inneren und einen äußeren Stummel 8 beziehungsweise 9 sowie ein in dem radialäußeren Bereich 12 angeordneten Bolzen 13 auf. Bei einer weiteren Ausführungsalternative ist der Bolzen 13 statt in dem radialäußeren Bereich 11 in dem radialinneren Bereich 12 angeordnet, wobei der Bolzen 13 in analoger Weise durch die innere Stummel 9 geführt und/oder festgelegt ist. Diese weitere Ausführungsalternative weist somit pro Zwischenraum oder Verbindungsbereich einen äußeren und einen inneren Stummel 8 beziehungsweise 9 und einen Bolzen 13 auf, welcher in dem radialinneren Bereich 12 angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsalternative ist pro Zwischenraum oder Ver- bindungsbereich jeweils beidseitig ein innerer Stummel 9 und ein in dem radialäußerem Bereich 11 angeordneter Bolzen 13 vorgesehen, wobei auf den äußeren Stummel 8 verzichtet wird. Diese Ausführungsform erlaubt eine einfachere Montage des Kammseitenscheibenkäfigs 5.
Bei einer weiteren Ausführungsalternative weist der Kammseitenscheibenkä- f ig 5 jeweils beidseitig einen äußeren Stummel 8 und einen Bolzen 13 auf, welcher in dem radialinneren Bereich 12 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsalternative wurde auf den inneren Stummel 9 verzichtet.
Die Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer dreidimensionalen Darstellung radial schräg von oben in Form eines zweiten Zylinderrollenlagers 1. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit wurde der Außenring 3 zeichnerisch unterdrückt, sowie nur zwei Wälzkörper 4 dargestellt. Das Zylinderrollenlager in Figur 1 ist analog zu dem Zylinderrollenlager 1 in der Figur 1 ausgebildet, mit dem Unterschied, dass statt den Bolzen 13 H-förmige Verbindungsglieder 14 vorgesehen sind, die die Käfigseitenscheiben 7 - von denen nur eine dargestellt ist - miteinander verbinden.
Das Verbindungsglied 14 ist im Bildbereich der Figur 2 unten rechts noch- mals in Detailansicht dargestellt. Das Verbindungsglied 14 ist als Doppelbolzenkonstruktion ausgebildet, welches zwei Bolzen 15 aufweist, die parallel zueinander angeordnet und über ein Mittelteil 16 einstückig miteinander ver- bunden sind. Die in der Figur 2 dargestellten Bolzen 15 weisen über ihre gesamte Längserstreckung einen gleichmäßigen, runden Durchmesser auf, bei abgewandelten Ausführungsformen können diese auch verjüngte Endabschnitte aufweisen, so dass analog wie bei den Bolzen 13 in Figur 1 Schulterbereiche gebildet sind, um einen definierten Abstand zwischen den Käfigseitenscheiben 7 sicherzustellen. Das Mittelteil 16 weist beidseitig eine konkav gekrümmte Seitenfläche auf, welche den Zylinderrollen 4 zugewandt und an die Krümmung der Zylinderrollen 4 angepasst ist. Bei abgewandelten Ausführungsformen ist der in Figur 2 mittig gezeigte Mittelbereich 16 außer- mittig zu den Käfigseitenscheiben 7 angeordnet oder zerfällt in mehrere Segmente, so dass eine Öl- beziehungsweise Fettzirkulation in dem Zylinderrollenlager 1 verbessert wird. Im eingebauten Zustand sind die Bolzen 15 in radialer Richtung deckungsgleich oder zumindest überlappend angeordnet.
Der radialäußere Bolzen 15 wird durch eine erste Durchgangsbohrung 17 durch den äußeren Stummel 8 geführt, wobei der radialinnere Bolzen 15 in einer zweiten Durchgangsbohrung 18 durch die Käfigseitenscheiben 7 festgelegt ist.
Per Definition können auch die Käfigseitenscheiben 7 in Figur 2 in einem radialäußeren Bereich 11 und einem inneren Bereich 12 in analoger Weise wie in der Figur 1 unterteilt werden, wobei der äußere Stummel 8 bzw. die erste Durchgangsbohrung 17 in dem radialäußeren Bereich 11 und die zwei- te Durchgangsbohrung 18 in dem radialinneren Bereich 12 angeordnet ist, so dass das Verbindungsglied 14 zumindest zum Teil oder abschnittsweise innerhalb des radialinneren Bereichs 12 angeordnet und/oder festgelegt und/oder befestigt ist.
Bei alternativen Ausführungsformen können anstatt oder ergänzend zu den äußeren Stummeln 8 innere Stummel 9 vorgesehen sein. Die Figur 3 zeigt das Zylinderrollenlager 1 in Figur 2, vollständig mit Zylinderrollen 4 bestückt. Wie sich aus der Darstellung aus Figur 3 ergibt, ist nur in jedem zweiten Zwischenraum zwischen den Zylinderrollen 4 ein Verbindungsglied 14 angeordnet. Dies ist möglich, weil aufgrund der Stabilisierung durch das Mittelteil 16 auch bei einem lückenhaft mit Verbindungsgliedern 14 besetzten Kammseitenscheibenkäfig 5 eine ausreichende Stabilität gegeben ist. Zudem wird durch die lückenhafte Besetzung ausreichend Platz für die Rollenmontage geschaffen.
Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten und beschriebenen Ausführungsalternativen von Kammseitenscheibenkäfigen 5 können auch in analoger Weise für Kegelrollenlager - nach entsprechender Anpassung - eingesetzt werden.
Der Kammseitenscheibenkäfig 5 kann in das Zylinderrollenlager 1 bereits in vormontiertem Zustand eingebaut werden, insbesondere müssen keine verschmutzungsträchtigen Fertigungsschritte innerhalb des Zylinderrollenlagers 1 durchgeführt werden. Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Zylinderrollenlager 1 sind optional als Großlager ausgebildet, welche einen Außendurchmesser von über 300 mm aufweist. Das Material der Zylinderrollen 3 ist ein üblicher.
Bezugszeichenliste
1 Zylinderrollenlager
2 Innenring
3 Außenring
4 Zylinderrollen
5 Kammseitenscheibenkäfig
6 Borde
7 Seitenscheiben
8 Radialäußerer Stummel
9 Radialinnerer Stummel
10 Drehachse
11 Radialäußerer Bereich
12 Radialinnerer Bereich
13 Bolzen
14 Verbindungsglied
15 Bolzen
16 Mittelteil
17 Erste Durchgangsbohrung 18 Zweite Durchgangsbohrung

Claims

Patentansprüche
1. Kammseitenscheibenkäfig (5) zur Führung von Wälzkörpern (4) in einem Wälzkörperlager (1) mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern (4), mit zwei Käfigseitenscheiben (7), zwischen denen die Wälzkörper (4) angeordnet sind und welche eine Mehrzahl von Stegansätzen (8, 9) aufweisen, die zur Führung der Wälzkörper (4) ausgebildet sind, und mit einer Mehrzahl von Verbindungsgliedern (13, 14), welche zur Verbindung der zwei Käfigseitenscheiben (7) ausgebildet sind und deren azimutale Position jeweils einen Verbindungsbereich definieren, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Verbindungsbereich genau ein Verbindungsglied (13, 14) und/oder mindestens ein Stegansatz (8,9) angeordnet ist, wobei das Verbindungsglied (13, 14) bzw. der Stegansatz (8,9) zumindest abschnittsweise innerhalb eines radialen Innenbe- reichs (12) der jeweiligen Käfigseitenscheibe (7) angeordnet ist, dessen Grenze durch die Positionen der Drehachsen (10) der Wälzkörper (4) definiert ist.
2. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Verbindungsglieder als Bolzen (13) ausgebildet sind.
3. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Verbindungsbereich das Verbindungsglied (13, 14) vollständig innerhalb und der mindestens eine Stegansatz (8) außerhalb des radialen Innenbereichs (12) ange- ordnet ist.
4. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Verbindungsbereich der mindestens eine Stegansatz (9) innerhalb und das Verbindungsglied (13, 14) außerhalb des radialen Innenbereichs (12) angeordnet ist.
5. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Verbin- dungsbereich der mindestens eine Stegansatz (9) und das Verbindungsglied (13) innerhalb des radialen Innenbereichs (12) angeordnet ist.
6. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (13,
14) an jeder Käfigseitenscheibe (7) an mindestens zwei voneinander getrennten Aufnahmevorrichtungen (17, 18) festgelegt ist.
7. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine der Aufnahmebefestigungen (17) außerhalb und eine der Aufnahmevorrichtungen (18) innerhalb des radialen Innenbereichs (12) angeordnet ist.
8. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine der Aufnahmebefestigungen (17) in dem mindestens einem Stegansatz (8) angeordnet ist.
9. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebefestigungen als Durchgangsbohrungen (17, 18) ausgebildet sind.
10. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (14) als Doppelbolzen (15) mit Brückenbereich (16) in einstückiger Bauweise ausgebildet ist.
11. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet dass der Brückenbereich (16) beidseitig konkave Führungsflächen für die Wälzkörper (4) aufweist.
12. Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur jeder zweite Zwischenbereich zwischen den Wälzkörpern (4) als Verbindungsbereich ausgebildet ist.
13. Wälzkörperlager (1), insbesondere Radialwälzlager, mit einem Kammseitenscheibenkäfig (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Großlager.
14. Wälzkörperlager (1) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Wälzkörpern (4), die durchbohrungsfrei und/oder aus Wälzlagerstahl ausgebildet sind.
15. Wälzkörperlager (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammseitenscheibenkäfig (5) als vormontierte Baueinheit in dem Wälzkörperlager (1) eingesetzt und/oder einsetzbar ist.
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