DE102009034018A1

DE102009034018A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102009034018A1
Application number: DE102009034018A
Authority: DE
Inventors: Ronald F. Brewer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2010-12-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit wenigstens einer Reihe Rollen und mit zumindest einem Fensterkäfig, in dessen Fenstern die Rollen angeordnet sind, wobei - die Rollen umfangsseitig zueinander benachbart so angeordnet sind, dass deren Längsmittelachsen mit radialem Abstand parallel zur Rotationsachse des Wälzlagers ausgerichtet auf einem gemeinsamen gedachten Teilkreiszylinder liegen, dessen Symmetrieachse die Rotationsachse des Wälzlagers ist, - der Fensterkäfig Seitenränder längs verbindende Stege aus Metall aufweist, - jeweils wenigstens ein an dem jeweiligen Steg befestigter Abstandshalter aus Kunststoff zwischen umfangsseitig zueinander benachbarten Rollen angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit wenigstens einer Reihe Rollen und mit zumindest einem Fensterkäfig, in dessen Fenstern die Rollen angeordnet sind, wobei

– die Rollen umfangsseitig zueinander benachbart so angeordnet sind, dass deren Längsmittelachsen mit radialem Abstand parallel zur Rotationsachse des Wälzlagers ausgerichtet auf einem gemeinsamen gedachten Teilkreiszylinder liegen, dessen Symmetrieachse die Rotationsachse des Wälzlagers ist,
– der Fensterkäfig Seitenränder längs verbindende Stege aus Metall aufweist
– jeweils wenigstens ein an dem jeweiligen Steg befestigter Abstandshalter aus Kunststoff zwischen umfangsseitig zueinander benachbarten Rollen angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Wälzlager ist in US 6,364,533 B1 beschrieben und weist Reihe Rollen und mit zumindest einen Fensterkäfig auf.
Der Fensterkäfig weist Stege und Seitenränder auf. Die Seitenränder laufen um die Rotationsachse um, liegen sich axial gegenüber und sind mittels Stegen axial miteinander verbunden. Jeweils zwei der in Umfangsrichtung um die Rotationsachse des Wälzlagers umlaufenden und sich mit Abstand gegenüberliegenden Stege begrenzen ein Fenster. Die Fenster werden von der Fachwelt auch Käfigtaschen genannt.
In jedem der Fenster ist eine Rolle aufgenommen und geführt, so dass die Rollen umfangsseitig zueinander benachbart und durch jeweils einen Steg zueinander auf Abstand gehalten sind. Dabei sind die Rollenachsen der rotationssymmetrisch ausgebildeten Rollen mit radialem und parallelem Abstand zur Rotationsachse des Wälzlagers ausgerichtet und liegen auf einem gemeinsamen gedachten Teilkreiszylinder, dessen Symmetrieachse die Rotationsachse des Wälzlagers ist.
An jedem der Stege ist ein Abstandshalter befestigt, der sich von dem Steg aus radial nach innen zwischen zwei umfangsseitig zueinander benachbarte Wälzkörper erstreckt. Mit dem Abstandshalter sind die Rollen umfangsseitig auf Abstand gehalten. Die Abstandshalter sind zu dem Käfig separate Bauteile, die in Durchgangslöcher der Stege durch Kunststoffspritzen eingebracht sind.
Jede der Rollen ist in Bereichen zwischen dem Teilkreis und der Rotationsachse mittels wenigstens zwei sich umfangsgerichtet gegenüberliegender Abstandshalter an zumindest einer gewölbten Außenkontur in radialer Richtung hintergriffen. Der kürzeste Abstand zwischen den umfangsseitig gegenüberliegenden Abstandhaltern ist an der Stelle kleiner als der Durchmesser der Rolle an dieser Stelle. Im Falle des nicht montierten Wälzlagers sind die Rollen so gegen Herausfallen aus dem Käfig radial nach innen gehalten.
Die Stege verlaufen außerhalb des Teilkreiszylinders mit radialem Abstand zu diesem. Der engste Abstand zwischen den sich an der jeweiligen Käfigtasche gegenüberliegenden Stegen ist an engster Stelle der Käfigtasche enger als der größte Durchmesser der jeweiligen Rolle in der Tasche an dieser Stelle. Dadurch sind die Rollen in dem Käfig radial nach außen zurück gehalten.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wälzlager zu schaffen, dass hohe Tragzahlen und lange Lebensdauer aufweist und sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand der Ansprüche gelöst.
Das Wälzlager weist wenigstens eine Reihe Rollen und zumindest einen Fensterkäfig auf. Die Erfindung gilt für Wälzlager mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen. Unter Rollen sind in diesem Fall alle Wälzkörper zu verstehen, die zylindrisch, vorwiegend zylindrisch jedoch endseitig leicht oder stark ballig bzw. tonnenförmig profiliert ausgebildet sind oder sind ballig bzw. tonnenförmig gestaltete Rollen. Der Fensterkäfig ist bevorzugt ein Bauteil aus Stahl, dessen Seitenränder einteilig mit den axial ausgerichteten Stegen verbunden sind. Alternativ ist der Käfig aus einzelnen Seitenrändern und Stegen zusammengesetzt, wobei die Elemente des Käfigs permanent oder lösbar aneinander befestigt sind und auch aus anderen Werkstoffen sein können.
Der Fensterkäfig ist zum Beispiel aus einem leiterförmigen Blechstreifen hergestellt, der in seinem Ausgangszustand in flacher Form vorliegt, der dann kreisrund gebogen wird, wobei seine Biegeenden umfangsseitig aufeinander zu geführt und aneinander befestigt werden.
Eine Reihe Wälzkörper ist eine Mehrzahl von umfangsseitig zueinander benachbarten und ausgerichteten Wälzkörper, die mit ihren Längsmittelachsen (Rotationsachsen) auf einem gedachten Teilkreiszylinder angeordnet sind, wobei die Symmetrieachse des Teilkreiszylinders die Rotationsachse des Wälzlagers ist. Die Rollen sind so zueinander ausgerichtet, dass deren Längsmittelachsen parallel zueinander verlaufen.
Die Erfindung betrifft auch Wälzlager mit zwei oder mehr Reihen Wälzkörpern, die axial nebeneinander angeordnet sind. In den Fenstern (Käfigtaschen) des Käfigs ist immer eine Rolle oder sind alternativ zwei oder mehr Rollen axial nebeneinander in der jeweiligen Käfigtasche geführt und gehalten. Alternativ sind bei mehrreihigen Käfigen die axial nebeneinander angeordneten Rollen jeweils separat in einer eigenen Tasche angeordnet. Die Fenster der zwei oder mehr Reihen sind dabei axial nebeneinander oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet.
Die Erfindung ist, dass das Wälzlager Abstandshalter aufweist mit denen die Stege an den potentiellen Berührungszonen mit den Rollen von dem Kunststoff der Abstandshalter bedeckt sind oder die Abstandshalter zumindest partiell soweit gegenüber den Konturen der potentiellen Berührzonen am Steg hervorstehen, dass die Rollen nicht an dem metallischen Zonen des Stegs anlaufen können. Jeweils wenigstens ein Abstandshalter ist an dem jeweiligen Steg befestigt. Die Abstandshalter aus Kunststoff sind jeweils zwischen umfangsseitig zueinander benachbarten Rollen angeordnet. Mit den Abstandshaltern sind die Rollen gemäß Erfindung jeweils berührungslos zum metallischen Steg umfangsseitig auf Abstand gehalten. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist zwischen den Rollen in den Taschen und den Stegen kein metallischer Kontakt möglich, da die Stege an ihren potentiellen Berührungszonen von dem Kunststoff der Abstandshalter bedeckt sind, oder da die Abstandshalter soweit gegenüber potentiellen Berührzonen hervorstehen, dass die Rollen nicht an dem metallischen Zonen des Stegs anlaufen können.
Dadurch gibt es beim Befüllen der Fensterkäfige, beim Transport und im Betrieb zwischen den Stegen und den Rollen keine Beschädigung. Die Fenster werden bevorzugt aus rohrförmigen- oder Bandmaterial gestanzt. Durch das Stanzen entstehen scharfe Kanten oder Grat, die insbesondere an den potentiellen Kontaktzonen des Steges mit den Rollen durch Prägen oder Strahlen bzw. Schleifen beseitigt werden müssen um Beschädigungen zu vermeiden. Wenn diese Kanten durch das Material der Abstandshalter bedeckt sind, können Werkzeuge und Bearbeitungsschritte zum Entgraten oder Verrunden der Kanten entfallen. Die Herstellung des Wälzlagers wird billiger.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeweilige Abstandshalter sich axial über wenigstens zwei Drittel der gesamten Breite des jeweiligen Stegs, jedoch vorzugsweise über dessen gesamte Breite erstreckt, so dass im Betrieb des Wälzlagers eine genaue und von Verschleiß freie Führung der Rollen in den Käfigtaschen möglich ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Stege radial außerhalb des Teilkreiszylinders verlaufen, so dass an der engsten Stelle zwischen zwei umfangsseitig benachbarten Rollen lediglich jeweils ein Abstandshalter mit extrem dünner Wand angeordnet ist. Dadurch kann eine größere Anzahl der Rollen pro Reihe vorgesehen werden. Diese Maßnahme wirkt sich positiv auf die Tragzahl des Wälzlagers aus, die so der eines vollrolligen Wälzlagers mit Rollen und ohne Käfig gleichkommen kann, jedoch ohne Berührung der Rollen untereinander. Das erfindungsgemäße Wälzlager ist deshalb auch für Anwendungen mit höheren Drehzahlen geeignet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an den jeweiligen Stegen des Fensterkäfigs jeweils mindestens zwei Abstandshalter befestigt sind, die axial zueinander beabstandet zueinander an dem Steg fest sind. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass die Abstandshalter an der Stelle angeordnet werden können, an denen die zueinander benachbarte Rollen den geringsten Durchmesser aufweisen. Das sind bei balligen Rollen oder bei ballig endprofilierten Rollen die Endabschnitte zu den Stirnseiten hin, da der Durch messer der Rollen in der Regel zum Seitenrand hin durch die ballige Profilierung abnimmt. Der engste Abstand zwischen den Rollen nahe des Teilkreiszylinders wird durch den größten Durchmesser der Rollen bestimmt, den diese in der Regel mittig zwischen ihren den Seitenrändern zugewandten Stirnseiten haben. Der umfangsgerichtete Abstand zwischen den benachbarten ballig profilierten Rollen wird mit Annäherung an den Seitenrand deshalb größer.
Dadurch, dass erfindungsgemäß zwei der Abstandshalter an einem Steg befestigt sind, können diese möglichst dicht an den Seitenrändern, also da angeordnet sein, wo der Abstand zwischen den Rollen am größten ist. An dieser Stelle ist zwischen den Rollen mehr Platz für die Abstandhalter als in der Mitte des Stegs. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Rollen umfangsseitig dichter aufeinander folgen und damit der Umfang des Teilkreiszylinders nahezu nur durch Anzahl und Durchmesser der Rollen und durch das Betriebsspiel bestimmt ist. Es ist ein Wälzlager mit hoher Tragzahl entstanden. Diese Maßnahme ist besonders wirkungsvoll, wenn die Stege radial außerhalb des Teilkreiszylinders liegen. In diesem Fall können die Rollen umfangsseitig sehr nahe aneinander gereiht sein, so dass Wälzlager entstehen, die vergleichbare Tragzahlen mit denen von vollrolligen Wälzlagern aufweisen, in denen jedoch der direkte Kontakt zwischen den Wälzkörpern vermieden wird. Außerdem werden durch die zuletzt genannte Anordnung die Rollen durch den größeren axialen Abstand der Abstandshalter an einem Steg stabiler mit ihren Längsmittelachsen parallel zur Rotationsachse geführt. Das Verschränken der Rollen im Betrieb des Wälzlagers kann eingeschränkt bzw. verhindert werden.
Verschränken ist das Schrägstellen der Rollen während des Betriebes des Lagers so zur Laufbahn, dass deren Längsmittelachse nicht mehr parallel zur Rotationsachse des Wälzlagers ausgerichtet ist. Schlupf und Reibung statt Wälzkontakt und damit vorzeitiger Verschleiß des Wälzlagers können die negativen Folgen des Verschränkens sein.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die axial mit Abstand nebeneinander an einem Steg sitzenden Abstandhalter mindestens einmal miteinan der verbunden sind. Dadurch werden die Abstandshalter innerhalb der Lageranordnung gegenseitig gestützt und geführt, so dass eine exakte Positionierung dieser möglich ist. Damit für die Verbindung möglichst wenig Platz beansprucht wird, verläuft diese in Bereichen außerhalb bzw. innerhalb des Teilkreiszylinders. Diese Maßnahme ist besonders wirkungsvoll, wenn die Verbindung sich unmittelbar unterhalb oder oberhalb an den Steg anschließt. Die Verbindung kann in allen Fällen strebenartig ausgebildet sein.
Wenn die Verbindung unterhalb des Teilkreiszylinders ausgebildet ist, kann diese wahlweise umfangsgerichtete Vorsprünge aufweisen oder derartige Vorsprünge der Abstandshalter miteinander verbinden. Dadurch ist eine verliersichere Aufhängung der Rollen in dem noch nicht auf eine Innenlaufbahn montierten Käfig gewährleistet ist. Derartige Vorsprünge sind gebildet, in dem der jeweilige Abstandhalter in einem Bereich zwischen dem Teilkreiszylinder und der Rotationsachse zumindest in beide Umfangsrichtungen hin breiter wird und das zunehmend mit abnehmender Distanz zur Rotationsachse hin. Mit den dadurch ausgebildeten Hinterschnitten hintergreift der an der Stelle verdickte Abstandshalter zwei benachbarten Rollen jeweils an einer gewölbten Außenkontur.
Die Erfindung sieht weiter vor, dass der jeweilige Abstandshalter jeweils mit zwei Schnappverbindung an dem Steg befestigt ist. Die Schnappverbindung steht gegenüber dem Steg hervor oder bedeckt diesen an den potentiellen Berührzonen. Alternativ umgreift die Schnappverbindung den Steg an einem Abschnitt mit reduzierten Querschnitt und steht dabei hinter der zur Tasche gerichteten Oberfläche des Stegs zurück bzw. ist mit dieser auf gleichem Niveau ausgerichtet.
Jede der Schnappverbindungen ist bevorzugt durch wenigstens eine Gabel gebildet, die im Querschnitt der Schnappverbindung betrachtet, zwei Zinken aufweist. An den Zinken ist endseitig jeweils ein Schnapphaken ausgebildet. Die Vorsprünge der Schnapphaken sind entweder ins Gabelmaul gerichtet oder stehen nach außen ab. Im zuerst genannten Fall ist das Gabelmaul in etwa so breit, wie der betreffende Stegabschnitt an der Schnappverbindung. Beim Herstellen der Verbindung wird die Gabel mit den Schnapphaken auf den Stegabschnitt geschoben. Dabei federn die Zinken zurück und das Gabelmaul solange auf bis die Schnapphaken über den Stegabschnitt hinaus geschoben sind und die Zinken wieder zurückfedern. An der fertigen Schnappverbindung hintergreifen die Hinterschnitte der Schnappnasen den vom Gabelmaul eingefassten Stegabschnitt. Der Steg kann auch für beide Schnappverbindungen eine gemeinsame oder pro Schnappverbindung eine separate radiale Durchgangsöffnung aufweisen.
Dadurch, dass der Abstandhalter erfindungsgemäß mit zwei der Schnappverbindungen an einem Steg befestigt ist, können diese möglichst dicht an den Seitenrändern, da angeordnet sein, wo der Abstand zwischen zwei benachbarten Rollen aufgrund ihrer balligen Profilierung am größten ist. An dieser Stelle ist zwischen den Rollen mehr Platz für die Abstandhalter als in der Mitte des Stegs. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Rollen dichter umfangsseitig aufeinander folgend und damit soviel wie möglich Rollen angeordnet werden können. Es ist ein Wälzlager mit hoher Tragzahl entstanden. Diese Maßnahme ist besonders wirkungsvoll, wenn die Stege radial außerhalb des Teilkreiszylinders liegen. In diesem Fall können die Abstandshalter dünner als der Steg ausgebildet sein, so dass die Tragzahlen des erfindungsgemäßen Wälzlagers mit denen von vollrolligen Wälzlagern vergleichbar sind, ohne dass jedoch direkte Kontakt zwischen den Wälzkörpern entsteht.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der jeweilige Abstandshalter an einem Abschnitt des Stegs befestigt ist, der vergleichsweise zu den anderen Querschnitten des Stegs einen reduzierten Querschnitt aufweist und der axial zwischen den Seitenrändern an der Mitte des Stegs ausgebildet ist. Eine derartige Anordnung ist für platzsparende Bauweisen geeignet, ohne dass höher belasteten Querschnitte des Stegs nachteilig geschwächt werden.
Die Erfindung sieht auch Wälzlager vor, die alle denkbaren Kombinationen von zuvor beschriebenen Merkmalen aufweisen.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, jedoch nicht auf diese beschränkt.
1a und 1b – Die 1a und 1b zeigt eine dem Fachmann bekannte schematische Darstellung eines Wälzlagers 1 mit Rollen 11, die zur Erläuterung des Begriffs Teilkreiszylinder 10 dienen soll. 1a zeigt einen Querschnitt des Wälzlagers 1 und 1b einen Längsschnitt. Die Rollen 11 mit dem untereinander gleichem Nenndurchmesser D_w laufen außen auf einer gemeinsamen zylindrischen Innenlaufbahn 12 ab und sind umfangsseitig um die Rotationsachse 13 zueinander benachbart angeordnet. Die Rollen 11 sind umfangsseitig zueinander benachbart so angeordnet, dass deren Längsmittelachsen 14 mit radialem Abstand parallel zur Rotationsachse 13 des Wälzlagers 1 ausgerichtet sind und auf einem gemeinsamen gedachten Teilkreiszylinder 10 liegen, dessen Symmetrieachse 13 die Rotationsachse 13 des Wälzlagers 1 ist. Der Durchmesser des Teilkreiszylinders ist der Teilkreisdurchmesser D_PW dessen Zentrum senkrecht von der Rotationsachse 13 durchstoßen ist. Diese Definition trifft auch für die im folgenden Wälzlager zu, die mit den Bezugszeichen 2 bis 9 versehene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind.
2, 2a–2c – Die 2, 2a–2c zeigen ein Wälzlager 2 mit einer Reihe Rollen 11 und mit zumindest einem Fensterkäfig 15, in dessen Fenstern 16 die Rollen 11 angeordnet sind. 2 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Wälzlagers 2. 2a zeigt das Detail Z aus 2 vergrößert. 2b einen Schnitt in der Radialebene E nach 2a und 2c zeigt einen Abstandshalter 20 in einer perspektivischen Gesamtansicht.
Der Fensterkäfig 15 weist zwei Seitenränder 17 und 18 auf, die sich in axialer Richtung einander gegenüberliegen und die durch Stege 19 miteinander verbunden sind. Die Stege 19 verlaufen parallel zur Rotationsachse 13 bzw. zu den Längsmittelachsen 14 der Rollen ausgerichtet. Der Fensterkäfig 15 ist ein teilig ausgebildet und aus Stahl. Das Wälzlager 2 ist außerdem mit Abstandshaltern 20 aus Kunststoff versehen, von denen jeweils einer umfangsseitig zwischen zwei zueinander benachbarten Rollen 11 angeordnet ist. An jedem der Stege 19 ist mittels Schnappverbindung einer der Abstandshalter 20 befestigt.
Der Abstandshalter 20 ist für die Schnappverbindung endseitig im Querschnitt gabelförmig mit zwei Zinken 22 ausgebildet. An den Zinken 22 sind Schnappnasen 23 ausgebildet, die als Vorsprünge nach innen in das Gabelmaul 24 ragen, die dementsprechend einander zugewandt sind und die im Gabelmaul Hinterschnitte 25 bilden. Wenn der jeweilige Abstandshalter 20 mit dem jeweiligen Steg 19 verschnappt ist, umgreifen die Zinken 22 den im Querschnitt rechteckigen Steg 19 und hintergreifen mit den Hinterschnitten 25 die obere Seite 21 des jeweiligen Stegs 19.
Die Abstandshalter 20 und die Zinken 22 erstrecken sich über die gesamte Breite des Stegs 19 vom Seitenrand 17 zum Seitenrand 18. Da die einzelnen Stege 19 von den Zinken 22 eingefasst sind, bedecken die Zinken 22 den Rollen 11 zugewandte potentielle metallische Kontaktstellen 26 (beispielsweise den Rollen zugewandte Kanten) des Stegs 19 vollständig. Die Rollen 11 sind somit mittels der Abstandshalter 20 berührungslos zum metallischen Steg auf Abstand gehalten.
Die Abstandshalter 20 erstrecken sich vom Steg 19 aus jeweils zwischen zwei benachbarten Rollen radial nach innen in Richtung der Rotationsachse 13. Im Bereich des Teilkreiszylinders 10 ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Rollen 11 am geringsten. An dieser Stelle ist der Abstandshalter 20 im Querschnitt stabförmig in Umfangsrichtung sehr schmal und axial plattenförmig (Abschnitt 29) ausgebildet. Da, wo der Abstand zwischen den Rollen unterhalb des Teilkreises wieder größer wird, verbreitert sich der Abstandshalter 20 im Querschnitt gesehen knochenförmig und das über seine gesamte axiale Erstreckung, so dass sich Hinterschnitte 27 bilden, die den gewölbten Abschnitten 28 der Rollen 11 gegenüberliegen und diese somit radial hintergreifen.
Da jede der Rollen 11 jeweils beidseitig von einem Abstandshalter 20 radial zwischen Teilkreis 10 und Rotationsachse 13 hintergriffen ist, ist der Abstand A zwischen zwei sich an einem Fenster 16 gegenüberliegenden Abstandshaltern kleiner als der Durchmesser der jeweiligen Rolle 11. Die Rollen 11 sind am Wälzlager in der Darstellung nach 2 durch die Abstandshalter 20 an den Hinterschnitten 27 nach innen gegen Herausfallen zurückgehalten. Radial oberhalb des Teilkreises 10 ist der Abstand B zwischen den Zinken 22 auch kleiner als der Durchmesser der Rollen, so dass diese auch nach außen im Fensterkäfig 15 zurückgehalten sind. Wenn die Rollen 11 auf einer Innenlaufbahn 12 ablaufen, ist im Normalbetrieb nur Kontakt mit dem plattenförmigen Abschnitt vorgesehen, ansonsten sind Rollen und Abstandshalter 20 zueinander berührungslos.
3, 3a–3c – Die 3, 3a–3c zeigen ein Wälzlager 3 mit einer Reihe Rollen 11 und mit zumindest einem Fensterkäfig 31, in dessen Fenstern 16 die Rollen 11 angeordnet sind. 3 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Wälzlagers 3. 3a zeigt das Detail Z aus 3 vergrößert. 3b einen Schnitt in der Radialebene E nach 3a und 3c zeigt einen Abstandshalter 30 in einer perspektivischen Gesamtansicht.
Der Fensterkäfig 31 weist zwei Seitenränder 17 und 18 auf, die sich in axialer Richtung einander gegenüberliegen und die durch Stege 32 miteinander verbunden sind. Die Stege 32 verlaufen parallel zur Rotationsachse 13 bzw. zu den Längsmittelachsen 14 der Rollen ausgerichtet. Der Fensterkäfig 31 ist einteilig ausgebildet und aus Stahl. Das Wälzlager 3 ist außerdem mit Abstandshaltern 30 aus Kunststoff versehen, von denen jeweils zwei an einem Steg 32 umfangsseitig zwischen zwei zueinander benachbarten Rollen 11 angeordnet sind. Die Abstandshalter 30 sind endseitig der Steges 32 an den Seitenrändern 17 und 18 jeweils mittels einer Schnappverbindung befestigt.
Jeder der Abstandshalter 30 ist für die Schnappverbindung endseitig im Querschnitt gabelförmig mit zwei Zinken 33 ausgebildet. An den Zinken 33 sind Schnappnasen 34 ausgebildet, die als Vorsprünge nach innen in das Gabel maul 35 ragen, die dementsprechend einander zugewandt sind und die im Gabelmaul Hinterschnitte 36 bilden. Wenn der jeweilige Abstandshalter 30 mit dem jeweiligen Steg 32 verschnappt ist, umgreifen die Zinken 33 den im Querschnitt rechteckigen Steg 32 und hintergreifen mit den Hinterschnitten 36 die obere Seite 37 an endseitigen Abschnitten 38 Stegs 32.
Die Zinken 33 stehen von dem jeweiligen Steg 32 in Richtung der Rollen 11 hervor so dass den Rollen 11 zugewandte potentielle metallische Kontaktstellen 26 (beispielsweise den Rollen zugewandte Kanten) des Stegs 32 nicht mit den Rollen 11 in Berührung kommen können. Die Rollen 11 sind somit mittels der Abstandshalter 30 berührungslos zum metallischen Steg 32 auf Abstand gehalten.
Die Abstandshalter 30 erstrecken sich vom Steg 19 aus jeweils zwischen zwei benachbarten Rollen 11 radial nach innen in Richtung der Rotationsachse 13. Im Bereich des Teilkreiszylinders 10 ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Rollen 11 am geringsten. An dieser Stelle ist jeder Abstandshalter 30 stabförmig ausgebildet. Da, wo der Abstand zwischen den Rollen 11 unterhalb des Teilkreises 10 wieder größer wird, verbreitert sich der Abstandshalter 30 im Querschnitt gesehen knochenförmig, so dass sich Hinterschnitte 27 bilden, die den gewölbten Abschnitten 28 der Rollen 11 gegenüberliegen und diese somit radial hintergreifen.
Da jede der Rollen 11 jeweils beidseitig von einem Abstandshalter 30 radial zwischen Teilkreis 10 und Rotationsachse 13 hintergriffen ist, ist der Abstand A zwischen zwei sich an einem Fenster 16 gegenüberliegenden Abstandshaltern 30 jeweils kleiner als der Durchmesser der jeweiligen Rolle 11. Die Rollen 11 sind am Wälzlager in der Darstellung nach 3 durch die Abstandshalter 30 an den Hinterschnitten 27 nach innen gegen Herausfallen zurückgehalten. Radial oberhalb des Teilkreiszylinders 10 ist der Abstand B zwischen den Zinken 33 auch kleiner als der Durchmesser der Rollen 11, so dass diese auch nach außen im Fensterkäfig 31 zurückgehalten sind. Wenn die Rollen 11 auf einer Innenlaufbahn 12 ablaufen, ist im Normalbetrieb nur Kontakt mit den stabförmi gen Abschnitten 39 vorgesehen, ansonsten sind Rollen 11 und Abstandshalter 30 zueinander berührungslos. Axial zwischen den Abstandshaltern 30 ist auf Höhe des Teilkreises jeweils ein Spalt 41 für Schmierstoff ausgebildet.
4, 4a–4c – Die 4, 4a–4c zeigen ein Wälzlager 4, dessen Aufbau weitestgehend dem des Wälzlagers 3 entspricht. 4 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Wälzlagers 4. 4a zeigt das Detail Z aus 4 vergrößert. 4b einen Schnitt in der Radialebene E nach 4a und 4c zeigt einen Abstandshalter 40 in einer perspektivischen Gesamtansicht.
Der einzige Unterschied zwischen den Wälzlagern 3 und 4 besteht darin, dass in dem Wälzlager 4 anstelle der Abstandshalter 30 die Abstandshalter 40 verwendet werden. Der Abstandshalter 40 ist einteilig aus den Abstandshaltern 30 und aus einer sich axial erstreckenden Längsstrebe 42 gebildet. Die Längsstrebe 42 schließt sich in radialer Richtung an die stabförmigen Abschnitte 39 an und verlängert die Hinterschnitte 27. Jeder Abstandshalter 40 des Wälzlagers ist durch diese Anordnung jeweils mit zwei axial zueinander beabstandeten Schnappverbindungen 43 und 44 an dem Steg 32 befestigt.
5, 5a–5c – Die 5, 5a–5c zeigen ein Wälzlager 5, dessen Aufbau weitestgehend dem der Wälzlager 3 und 4 entspricht. 5 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Wälzlagers 5. 5a zeigt das Detail Z aus 5 vergrößert. 5b zeigt einen Schnitt in der Radialebene E nach 5a und 5c zeigt einen Abstandshalter 50 in einer perspektivischen Gesamtansicht.
Der einzige Unterschied zwischen den Wälzlagern 4 und 5 besteht darin, dass in dem Wälzlager 5 anstelle der Abstandshalter 40 Abstandshalter 50 verwendet werden. Der Abstandshalter 50 ist einteilig aus den Abstandshaltern 30 und aus einer sich axial erstreckenden Längsstrebe 45 gebildet. Die Längsstrebe 45 schließt sich in radialer Richtung an die stabförmigen Abschnitte 39 oberhalb des Teilkreiszylinders 10 direkt unter dem Steg 32 an. Jeder Ab standshalter 50 des Wälzlagers 5 ist durch diese Anordnung jeweils mit zwei axial zueinander beabstandeten der Schnappverbindungen 43 und 43 an dem Steg 32 befestigt.
6, 6a–6c – Die 6, 6a–6c zeigen ein Wälzlager 6 mit einer Reihe Rollen 11 und mit zumindest einem Fensterkäfig 48, in dessen Fenstern 16 die Rollen 11 angeordnet sind. 6 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Wälzlagers 6. 6a zeigt das Detail Z aus 6 vergrößert. 6b einen Schnitt in der Radialebene E nach 6a und 6c zeigt einen Abstandshalter 60 in einer perspektivischen Gesamtansicht.
Der Fensterkäfig 48 weist zwei Seitenränder 17 und 18 auf, die sich in axialer Richtung einander gegenüberliegen und die durch Stege 49 miteinander verbunden sind. Die Stege 49 verlaufen parallel zur Rotationsachse 13 bzw. zu den Längsmittelachsen 14 der Rollen ausgerichtet. Der Fensterkäfig 48 ist einteilig ausgebildet und aus Stahl. Das Wälzlager 6 ist außerdem mit Abstandshaltern 60 aus Kunststoff versehen, von denen jeweils einer umfangsseitig zwischen zwei zueinander benachbarten Rollen 11 angeordnet ist. An jedem der Stege 49 ist mittels Schnappverbindung einer der Abstandshalter 60 befestigt.
Der Abstandshalter 60 weist endseitig des Stegs 48 seitlich der Seitenränder 17 und 18 zwei Schnappverbindungen 51 und 52 auf. Jede der Schnappverbindungen 51 und 52 ist durch Schnappnasen 53 gebildet, deren Vorsprünge 54 sich gegenüberliegen. Wenn der jeweilige Abstandshalter 60 mit dem jeweiligen Steg 49 verschnappt ist, hintergreifen die Vorsprünge 54 den Steg 49 mit den Hinterschnitten 55 an der oberen Seite 56. Damit die Schnappverbindungen 51 und 52 umfangsseitig nicht zuviel Bauraum beanspruchen, weist der Steg 49 an den Schnappverbindungen jeweils einen Bereich 57 mit geringeren Querschnitt auf als im weiteren Verlauf.
Die Abstandshalter 60 erstrecken sich vom Steg 49 aus jeweils zwischen zwei benachbarten Rollen 11 radial nach innen in Richtung der Rotationsachse 13. Im Bereich des Teilkreiszylinders 10 ist der Abstand zwischen zwei benachbar ten Rollen 11 am geringsten. An dieser Stelle ist der Abstandshalter 60 im Querschnitt stabförmig in Umfangsrichtung sehr schmal und axial plattenförmig (Abschnitt 58) ausgebildet. Da, wo der Abstand zwischen den Rollen 11 unterhalb des Teilkreises 10 wieder größer wird, weist der Abstandshalter 60 im Querschnitt gesehen beidseitig Vorsprünge 59 und 61 auf, so dass sich Hinterschnitte 27 bilden, die den gewölbten Abschnitten 28 der Rollen 11 gegenüberliegen und diese somit radial hintergreifen.
7, 7a–7c – Die 7, 7a–7c zeigen ein Wälzlager 7 mit einer Reihe Rollen 11 und mit zumindest einem Fensterkäfig 62, in dessen Fenstern 16 die Rollen 11 angeordnet sind. 7 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Wälzlagers 7. 7a zeigt das Detail Z aus 7 vergrößert. 7b zeigt einen Schnitt in der Radialebene E nach 7a und 7c zeigt einen Abstandshalter 80 in einer perspektivischen Gesamtansicht.
Der Fensterkäfig 62 weist zwei Seitenränder 17 und 18 auf, die sich in axialer Richtung einander gegenüberliegen und die durch Stege 63 miteinander verbunden sind. Die Stege 63 verlaufen parallel zur Rotationsachse 13 bzw. zu den Längsmittelachsen 14 der Rollen ausgerichtet. Der Fensterkäfig 62 ist einteilig ausgebildet und aus Stahl. Das Wälzlager 7 ist außerdem mit Abstandshaltern 80 aus Kunststoff versehen, von denen jeweils einer umfangsseitig zwischen zwei zueinander benachbarten Rollen 11 angeordnet ist. An jedem der Stege 63 ist einer der Abstandshalter 80 mittels zwei axial zueinander beabstandeten Schnappverbindungen 74 und 75 an einer Steck-Schnapp-Verbindung durch eine Öffnung 67 des Stegs 63 befestigt.
Der Abstandshalter 80 ist für die Schnappverbindung endseitig im Querschnitt gabelförmig mit zwei Zinken 76 versehen. An den Zinken 76 sind Schnappnasen 77 ausgebildet, die als Vorsprünge umfangsseitig bzw. tangential voneinander weg nach außen ragen und Hinterschnitte 78 bilden. Wenn der jeweilige Abstandshalter 80 mit dem jeweiligen Steg 63 verschnappt ist, greifen die Zinken 76 radial von unten in eine Öffnung 67 im jeweiligen Steg 63 ein und ragen mit den Schnappnasen 77 oberhalb des Steges 63 heraus und hintergreifen den Steg 63 an der oberen Seite 68 mit den Hinterschnitten 78. Der jeweilige Abstandshafter 80 ist an einem Abschnitt 69 des Stegs 63 befestigt, der vergleichsweise zu den anderen Querschnitten des Stegs 63 einen reduzierten Querschnitt aufweist und der axial zwischen den Seitenrändern 17 und 18 in der Mitte des Stegs 63 ausgebildet ist.
Da, wo der Abstand zwischen den Rollen 11 unterhalb des Teilkreises 10 wieder größer wird, verbreitert sich der Abstandshalter 80 im Querschnitt gesehen an jeweils vier voneinander weg weisenden Vorsprüngen 79 knochenförmig, so dass sich Hinterschnitte 27 bilden, die den gewölbten Abschnitten 28 der Rollen 11 gegenüberliegen und diese somit radial hintergreifen. In Längsrichtung ist der Abstandshalter plattenförmig ausgebildet und weist unten längs zwischen den Vorsprüngen einen Bereich 81 für Schmiermittel auf.

1: Wälzlager
2: Wälzlager
3: Wälzlager
4: Wälzlager
5: Wälzlager
6: Wälzlager
7: Wälzlager
10: Teilkreiszylinder
11: Rollen
12: Innenlaufbahn
13: Rotationsachse des Wälzlagers/Symmetrieachse des Teilkreiszylinders
14: Längsmittelachse der Rollen
15: Fensterkäfig
16: Fenster
17: Seitenrand
18: Seitenrand
19: Steg
20: Abstandshalter
21: obere Seite des Stegs
22: Zinken
23: Schnappnasen
24: Gabelmaul
25: Hinterschnitte
26: bedeckte potentielle Kontaktstellen
27: radiale Hinterschnitte
28: gewölbte Abschnitte der Rollen
29: plattenförmiger Abschnitt
30: Abstandshalter
31: Fensterkäfig
32: Steg
33: Zinken
34: Schnappnasen
35: Gabelmaul
36: Hinterschnitt
37: obere Seite des Stegs
38: endseitige Abschnitte des Stegs
39: stabförmige Abschnitte der Abstandshalter
40: Abstandshalter
41: Spalt
42: Längsstrebe
43: Schnappverbindung
44: Schnappverbindung
45: Längsstrebe
48: Fensterkäfig
49: Stege
50: Abstandshalter
51: Schnappverbindung
52: Schnappverbindung
53: Schnappnase
54: Vorsprünge
55: Hinterschnitte
56: obere Seite des Stegs
57: Bereich des Stegs mit geringem Querschnitt

58: plattenförmiger Abschnitt
59: Vorsprung
60: Abstandshalter
61: Vorsprung
62: Fensterkäfig
63: Steg
67: Öffnung
68: obere Seite des Stegs
69: Abschnitt mit geringerem Querschnitt
74: Schnappverbindung
75: Schnappverbindung
76: Zinken
77: Schnappnasen
78: Hinterschnitte
79: Vorsprung
80: Abstandshalter
81: Bereich für Schmiermittel
82: Fensterkäfig
83: Steg
84: Zinken
85: Schnappnase
86: Gabelmaul
87: Hinterschnitt
88: obere Seite des Stegs
89: Bereich mit geringerem Querschnitt
90: Abstandshalter
90a: Abstandshalter
91: plattenförmiger Abschnitt
92: Hinterschnitt
93: Zinken
94: Zinken
95: Abstand
96: Schnappnase
97: Schnappnase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6364533 B1 [0002]

Claims

Wälzlager (2, 3, 4, 5) mit wenigstens einer Reihe Rollen (11) und mit zumindest einem Fensterkäfig (15, 31), in dessen Fenstern (16) die Rollen (11) angeordnet sind, wobei – die Rollen (11) umfangsseitig zueinander benachbart so angeordnet sind, dass deren Längsmittelachsen (14) mit radialem Abstand parallel zur Rotationsachse (13) des Wälzlagers (2, 3, 4, 5) ausgerichtet auf einem gemeinsamen gedachten Teilkreiszylinder (10) liegen, dessen Symmetrieachse die Rotationsachse (13) des Wälzlagers (2, 3, 4, 5) ist, – der Fensterkäfig (15, 31) Seitenränder (17, 18) und Stege (19, 32) aufweist und die Stege (19, 32) die Seitenränder (17, 18) längs verbinden, – jeweils wenigstens ein an dem jeweiligen Steg (19, 32) befestigter Abstandshalter (20, 30, 40, 50) aus Kunststoff zwischen umfangsseitig zueinander benachbarten Rollen (11) angeordnet ist, mit denen die Rollen (11) jeweils berührungslos zum metallischen Steg (19, 32) umfangsseitig auf Abstand gehalten sind. (2, 3, 4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 1, in dem zumindest die den Rollen (11) zugewandten Bereiche des jeweiligen Steges (19) mit dem Abstandshalter (20) bedeckt sind. (2)
Wälzlager nach Anspruch 1, in dem der Abstandshalter (30, 40, 50) partiell von dem Steg (32) aus in Richtung Rollen (11) hervorsteht, so dass in Richtung der Rollen (11) gerichtete Abschnitte der Stege gegenüber dem Abstandshalter zurückstehen. (3, 4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 1, in dem der jeweilige Abstandshalter (20) sich über wenigstens zwei Drittel der gesamten Breite des jeweiligen Stegs (19) erstreckt. (2)
Wälzlager nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei mit axialem Abstand zueinander an dem jeweiligen Steg (32) befestigten und in radiale Richtung verlaufenden Abstandshaltern (30, 40, 50) zwischen umfangsseitig zueinander benachbarten Rollen (11), mit denen die Rollen (11) jeweils umfangsseitig zumindest auf Abstand gehalten sind. (3, 4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 5, in dem die Rollen (11) und durch die Abstandshalter zwischen dem Teilkreiszylinder (10) und der Rotationsachse (13) in radialer Richtung hintergriffen sind. (3, 4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 5, in dem die axial mit Abstand nebeneinander an einem Steg sitzenden Abstandhalter (40, 50) zwischen zwei benachbarten Rollen (11) mindestens einmal miteinander verbunden sind. (4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 7, in dem die Abstandshalter (50) in Bereichen außerhalb des Teilkreiszylinders (10) miteinander verbunden sind. (5)
Wälzlager nach Anspruch 7, in dem die Abstandshalter (40, 50) radial unterhalb des Stegs (32) miteinander verbunden sind. (4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 7, in dem die Abstandshalter in Bereichen zwischen dem Teilkreiszylinder (10) und der Rotationsachse (13) miteinander verbunden sind. (4)
Wälzlager nach Anspruch 1, in dem der jeweilige Abstandhalter (20, 30, 40, 50) zwischen dem Teilkreiszylinder (10) und der Rotationsachse (13) mit abnehmender Distanz zur Rotationsachse (13) hin zumindest in beide Umfangsrichtungen hin breiter wird und mit den dadurch ausgebildeten Hinterschnitten (27) die benachbarten Rollen (11) jeweils an einer gewölbten Außenkontur (28) in radialer Richtung hintergreift. (2, 3, 4 und 5)
Wälzlager nach Anspruch 11, in dem die Hinterschnitte (27) beider der an einem Steg (32) sitzenden Abstandshalter (30) miteinander verbunden sind. (4)
Wälzlager (6, 7) mit wenigstens einer Reihe Rollen (11) und mit zumindest einem Fensterkäfig (48, 62), in dessen Fenstern (16) die Rollen (11) angeordnet sind, wobei – die Rollen (11) umfangsseitig zueinander benachbart so angeordnet sind, dass deren Längsmittelachsen (14) mit radialem Abstand parallel zur Rotationsachse (13) des Wälzlagers (6, 7) ausgerichtet auf einem gemeinsamen gedachten Teilkreiszylinder liegen, dessen Symmetrieachse die Rotationsachse (13) des Wälzlagers (6, 7) ist, – der Fensterkäfig (48, 62) Seitenränder (17, 18) und die Seitenränder (17, 18) längs verbindende Stege (49, 63) aufweist, – mit zumindest einem an dem jeweiligen Steg (49, 63) befestigten Abstandshalter (60, 80) zwischen umfangsseitig zueinander benachbarten Rollen (11), mit dem die Rollen (11) jeweils umfangsseitig zumindest auf Abstand gehalten – der jeweilige Abstandshalter (60, 80) jeweils mit zwei axial zueinander beabstandeten Schnappverbindungen (51, 52, 74, 75) an dem Steg (49, 63) befestigt ist. (6 und 8)
Wälzlager nach Anspruch 13, in dem der jeweilige Abstandshalter (60, 80) an einem Bereich (57, 69) des Stegs (49, 63) befestigt ist, der vergleichsweise zu den anderen Querschnitten des Stegs (49, 63) einen reduzierten Querschnitt aufweist. (6 und 8)
Wälzlager nach Anspruch 14, in dem der Bereich (69) zwischen den Seitenrändern (17, 18) in der Mitte des Stegs (63) ausgebildet ist. (8)