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Ausführungsbeispiele betreffen einen Wälzlagerkäfig oder ein Segment für einen Wälzlagerkäfig gemäß Anspruch 1 sowie ein Wälzlager gemäß Anspruch 8.
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Wälzlagerkäfige bzw. Segmente eines Wälzlagerkäfigs dienen dazu, in einem Wälzlager einen Wälzkörper zwischen einem Innenring und einem Außenring zu halten oder zu führen. Zur Schmierung des Lagers wird meist ein Schmierstoff bzw. Schmierfett in einen Innenraum des Lagers bzw. zwischen den Innen- und Außenring eingebracht. Dies führt allerdings dazu, dass Schmierstoff bzw. Schmierfett oder Fett über die gesamte Gebrauchsdauer in Bereichen des Lagers vorhanden ist, die nicht geschmiert werden müssen, ohne im Betrieb des Lagers nennenswert an der Wälzkörperschmierung beteiligt zu sein. Beispielsweise sammelt sich unbenutzter Schmierstoff oft in einem Bereich eines Innenraums des Lagers, der nicht geschmiert werden muss. Bei mehrreihigen Lagern, wie sie beispielsweise bei LKW-Radlagereinheiten eingesetzt werden, liegt ein solcher Bereich beispielsweise mittig zwischen einer ersten und einer zweiten Laufbahn und vor einer Dichtung bzw. eines Führungsbordes (TRB-Führungsbord).
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Ferner kann das Vorhandensein des Schmierstoffs bzw. Schmierfetts an einer Lauffläche des Innen- oder des Außenrings oder des Wälzkörpers bzw. der Kontakt mit sich zueinander bewegenden Teilen, beispielsweise der Kontakt mit den Wälzkörpern dazu führen, dass der Schmierstoff mechanisch beansprucht, beispielsweise gewalkt und/oder geknetet wird. Dadurch kann beispielsweise in dem Schmierstoff selbst und/oder in dem Wälzlager eine erhöhte Reibung oder Wärmeentwicklung auftreten. Dies kann beispielsweise zu einer Erwärmung des Schmierstoffs und/oder des Wälzlager führen. Dadurch können beispielsweise die Schmiereigenschaften des Schmierstoffs und/oder die Laufdauer des Lagers verändert, beispielsweise beeinträchtig oder minimiert werden.
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Bei konventionellen Ausführungsbeispielen wird die nicht genutzte Menge an Schmierstoff oder Fett, die funktionslos im Lager appliziert ist, oft als notwendiges Übel hingenommen. Die sich in Bewegung bzw. im Einsatz befindende oder schmierende Fettmenge im Lager kann bei konventionellen Ausführungsbeispielen ausreichen, um eine notwendige und/oder gewünschte Laufdauer des Lagers zu erreichen. Dazu kann allerdings mehr Schmierstoff, als verbraucht werden kann, in das Lager eingebracht sein.
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Dokument
DE 10 2011 076 103 A1 betrifft ein Wälzlager, umfassend mindestens einen Lagerinnenring und mindestens einen Lageraußenring wobei zwischen den Lageringen Wälzkörper angeordnet sind, die von einem Käfig gehalten werden. Um die Schmierung des Lagers in einfacher Weise zu verbessern, ist vorgesehen, dass der Käfig in mindestens einem axialen Endbereich einen sich in axiale Richtung erstreckenden Hülsenabschnitt aufweist, wobei der Hülsenabschnitt an seinem von den Wälzkörpern abgewandten Ende mit einem radial verlaufenden Abschlussbereich versehen ist, der sich unter Bildung eines Spalts bis zu einem der Lagerringe erstreckt.
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Dokument
US 2002/0126927 A1 schlägt einen Käfig mit einem Speicherbereich für ein Schmiermittel vor, insbesondere für Kugelrollenlager. Der Speicherbereich weist zumindest einen etwa radial oder axial verlaufenden Auslass für das Schmiermittel auf.
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Es besteht daher ein Bedarf ein Wälzlager zu verbessern.
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Diesem Bedarf trägt ein Wälzlagerkäfig oder Segment für ein Wälzlager gemäß Anspruch 1, sowie ein Wälzlager gemäß Anspruch 8 Rechnung.
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Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Wälzlagerkäfig oder ein Segment für einen Wälzlagerkäfig, der ausgebildet ist, um zumindest einen Wälzkörper eines Wälzlagers in einem Wälzkörperbereich zu halten, wobei der Wälzlagerkäfig oder das Segment einen Schmierstoffspeicherbereich aufweist. Der Schmierstoffspeicherbereich ist ausgebildet, einen pastösen Schmierstoff aufzunehmen, so dass dieser bei einer Rotation des Wälzlagers beabstandet von dem Wälzkörperbereich des Wälzlagerkäfigs und/oder einer Lauffläche des Wälzkörpers gehalten wird. Der Schmierstoffspeicherbereich weist mindestens eine Öffnung auf, durch die eine Schmierflüssigkeit, die der Schmierstoff unter Einwirken einer Kraft und/oder einer Temperaturänderung abgegeben werden kann, in Richtung des Wälzkörperbereichs austreten kann.
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Ein pastöser Schmierstoff kann jeder Schmierstoff oder Stoff sein, der bei üblichen Betriebstemperaturen des Lagers eine Viskosität aufweist, die so hoch ist, dass der Schmierstoff eine pastenartige, zähe Form aufweist und in einem Schmierstoffspeicherbereich hängen bzw. kleben bleibt, also beispielsweise nicht flüssig ist. Beispiele für einen pastösen Schmierstoff sind Schmierfette. Ein Schmierfett kann beispielsweise ein Schmieröl und einen Eindicker, beispielsweise Salze, Bentonite, Polyharnstoffe, Leicht-, Alkalimetallseife und/oder PTFE umfassen. Schmierfette können ca. 80 % Schmieröl, ca. 5 - 10 % Eindicker und ca. 10 - 15 % Additive aufweisen. Der Eindicker kann beispielsweise ein schwammartiges Gerüst bilden, das Öltröpfchen des Schmieröls umschließt. Durch Reibung und Walken des Schmierfetts oder pastösen Schmierstoffs, beispielsweise zwischen sich zueinander bewegenden Bauteilen, können das Schmieröl bzw. die Öltröpfchen nach und nach beispielsweise an eine zu schmierende Oberfläche abgegeben werden. Dieser Vorgang kann beispielsweise auch „Ausbluten“ genannt werden.
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Das Halten des pastösen Schmierstoffs beabstandet von dem Wälzkörperbereich des Wälzlagerkäfigs und/oder einer Lauffläche des Wälzkörpers, kann beispielsweise bedeuten, dass in einem eingebauten Zustand des Wälzlagerkäfigs ein fester Bestandteil des Schmierstoffs nicht mit dem Wälzkörper in Kontakt kommt bzw. in den Wälzkörperbereich gelangt. Beispielsweise kann so auch verhindert werden, dass der Schmierstoff mit den Laufflächen eines Wälzlagers, in das der Wälzlagerkäfig eingesetzt werden kann, in Kontakt kommen kann.
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Die Kraft unter deren Einwirkung der Schmierstoff Schmierflüssigkeit abgibt, kann jede Art von Kraft sein, die dazu geeignet ist, das oben beschriebene „Ausbluten“ zu erzeugen, beispielsweise eine Zentrifugalkraft oder eine Fliehkraft, die im Betrieb des Lagers auf den Schmierstoff wirkt. Eine Temperaturänderung unter deren Einwirkung der Schmierstoff Schmierflüssigkeit abgeben kann, kann jede Art von Temperaturänderung sein, die dazu geeignet ist, das Abgeben von Schmierflüssigkeit zu bewirken. Beispielsweise ist die Temperaturänderung eine Temperaturerhöhung.
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Eine Öffnung des Schmierstoffspeicherbereichs kann jede beliebige Öffnung in eine beliebige Richtung an jeder beliebigen Seite des Schmierstoffspeicherbereichs sein und jedwede Form aufweisen. Beispielsweise kann der Schmierstoffspeicherbereich in zumindest eine Richtung vollständig geöffnet sein. Dadurch kann eine einfache Füllung des Schmierstoffspeicherbereichs mit dem Schmierstoff ermöglicht werden. Der Schmierstoffspeicherbereich kann jedwede geeignete Form oder Struktur aufweisen, beispielsweise kann der Schmierstoffspeicherbereich als Nut, Rille und/oder Tasche ausgebildet sein. Optional oder alternativ kann der Schmierstoffspeicherbereich Strukturen, beispielsweise Begrenzungsflächen, Wänden und/oder Rippen aufweisen, die den Schmierstoffspeicherbereich von einem Innenraum des Lagers abtrennen. So kann beispielsweise ermöglicht werden, den pastösen Schmierstoff in dem Schmierstoffspeicherbereich zu halten aber trotzdem das Austreten der Schmierflüssigkeit aus dem Schmierstoffspeicherbereich zu ermöglichen.
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Dadurch, dass der Wälzlagerkäfig oder das Segment einen Schmierstoffspeicherbereich aufweist, der ausgebildet ist, einen pastösen Schmierstoff aufzunehmen, so dass dieser bei einer Rotation des Wälzlagers in dem Schmierstoffspeicherbereich beabstandet von dem Wälzkörperbereich des Wälzlagerkäfigs und/oder einer Lauffläche des Wälzkörpers gehalten wird und, dass eine Schmierflüssigkeit, die der Schmierstoff unter Einwirken einer Kraft abgibt, in Richtung des Wälzkörperbereichs austreten kann, kann beispielsweise eine bessere Schmierung und/oder bessere Ausnutzung des im Wälzlager vorhandenen Schmierstoffs ermöglicht werden. Dies ist möglich, weil beispielsweise verhindert werden kann, dass der pastöse Schmierstoff unnötigerweise in Bereichen des Lagers appliziert und/oder vorhanden ist, in denen er keine schmierende Funktion ausübt. Ferner kann beispielsweise auch verhindert werden, dass der pastöse Schmierstoff mit sich bewegenden Bauteilen, also beispielsweise den Wälzkörpern bzw. einem der Lagerringe in Kontakt gelangt. So kann ggf. eine erhöhte Reibung durch zu viel Schmierstoff im Lager und eine unerwünschte Wärmeentwicklung vermieden, bzw. reduziert werden. Die austretende Schmierflüssigkeit kann ggf. eine ausreichende Schmierung ermöglichen. Mit anderen Worten kann eine gezielte Positionierung von Schmierstoff in einem Wälzlagerkäfig oder Segment ermöglicht werden, um den Schmierstoff auf langer Sicht aktiv zur Verfügung zu haben. Dies kann beispielsweise zu einer Erhöhung der Betriebsdauer des Lagers, in dem der Wälzlagerkäfig oder Segment vom Wälzlagerkäfig gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, führen.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist der Wälzlagerkäfig oder das Segment zumindest eine Begrenzungsfläche auf, die sich zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse des Wälzlagerkäfigs verlaufenden radialen Richtung erstreckt. Die Begrenzungsfläche kann zumindest abschnittsweise zwischen dem Schmierstoffspeicherbereich und dem zumindest einen Wälzkörper angeordnet sein. Ein abschnittsweise angeordnetes Bauteil kann beispielsweise unterbrochen ausgebildet sein. Durch die Begrenzungsfläche kann beispielsweise ermöglicht werden, dass der pastöse Schmierstoff auf einer Seite der Begrenzungsfläche, die den Schmierstoffspeicherbereich ausbildet, beabstandet von dem Wälzkörperbereich des Wälzlagerkäfigs, gehalten werden kann. Da die Begrenzungsfläche den Schmierstoffspeicherbereich beispielsweise nicht vollständig abschließt, kann beispielsweise an einer freien Seite des Schmierstoffspeicherbereichs Schmierflüssigkeit austreten.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der Wälzlagerkäfig oder das Segment als Spritzgussteil hergestellt. Dadurch kann beispielsweise eine einfache Herstellung ermöglicht werden. Der Wälzlagerkäfig bzw. das Segment, der Schmierstoffspeicherbereich und/oder die Begrenzungsfläche kann, beispielsweise herstellungsbedingt, Schrägen bzw. eine Neigung aufweisen, die von den angegebenen Richtungen, in die der Verlauf der Begrenzungsflächen beschrieben ist abweichen, beispielsweise um 1° bis 20°, 1,5° bis 15° oder 2° bis 10°. Dadurch kann ggf. bei der Spritzgussherstellung ein besseres Entformen ermöglicht werden, bzw. der Wälzlagerkäfig als Spritzgussteil herstellbar sein.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist der Wälzlagerkäfig oder das Segment zumindest eine Begrenzungsfläche auf, die sich zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in eine axiale Richtung des Wälzlagerkäfigs erstreckt, und im Wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft. So kann ggf. ermöglicht werden, dass der Schmierstoffspeicherbereich in eine radiale Richtung begrenzt ist. So kann beispielsweise ein einfaches Befüllen des Schmierstoffspeicherbereichs ermöglicht werden.
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Bei erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist der Wälzlagerkäfig oder das Segment zumindest eine Begrenzungsfläche auf, die im Wesentlichen parallel zu der Drehachse angeordnet ist und den Schmierstoffspeicherbereich im Wesentlichen in Umfangsrichtung von einem Innenraum des Wälzlagers trennt. Diese Begrenzungsfläche kann beispielsweise dazu dienen, den Schmierstoffspeicherbereich in Umfangsrichtung von einem Innenraum des Wälzlagers zu trennen. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass sich das Schmierfett in Umfangsrichtung bewegt und sich von einem Wälzkörperbereich, in dem die Schmierung beispielsweise benötigt wird, entfernt.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist eine Begrenzungsfläche zumindest abschnittsweise zwischen dem Schmierstoffspeicherbereich und dem Wälzlagerbereich angeordnet. Durch die Begrenzungsfläche kann beispielsweise ermöglicht werden, dass der pastöse Schmierstoff auf einer Seite der Begrenzungsfläche, die den Schmierstoffspeicherbereich ausbildet, beabstandet von dem Wälzkörperbereich des Wälzlagerkäfigs, gehalten wird.
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Eine Begrenzungsfläche kann alle möglichen Formen aufweisen, beispielsweise als eine Gerade, beliebige Kurve, gekrümmt, L-förmig, U-förmig und/oder T-förmig ausgebildet sein.
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Bei erfiindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Wälzlagerkäfig konisch ausgebildet. Der Wälzlagekäfig kann beispielsweise an einem ersten axialen Ende einen ersten Durchmesser aufweisen und an einem zweiten axialen Ende einen zweiten Durchmesser aufweisen, wobei der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser ist. Beispielsweise kann der Schmierstoffspeicherbereich an einem kleineren Durchmesser des Wälzlagerkäfigs angeordnet sein. So kann auf einfache Art und Weise ermöglicht werden, dass der pastöse Schmierstoff durch die Zentrifugalkraft oder Fliehkraft in den Schmierstoffspeicherbereich gepresst wird und die Schmierflüssigkeit austreten kann. Ergänzend oder alternativ kann der Schmierstoffspeicherbereich beispielsweise auch an einem größeren Durchmesser des konischen Wälzlagerkäfigs angeordnet sein. Eine Flussrichtung der Schmierflüssigkeit und/oder ein sicheres Halten des Schmierstoffs in dem Schmierstoffspeicherbereich, kann beispielsweise über eine entsprechende Formgebung des Schmierstoffspeicherbereichs bzw. dessen Begrenzungsflächen ermöglicht werden.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen umfasst der Wälzlagerkäfig oder das Segment mindestens zwei Schmierstoffspeicherbereiche. Diese können beispielsweise derart angeordnet sein, dass auf einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite des Wälzkörperbereichs ein Schmierstoffspeicherbereich liegt. Diese können ferner so angeordnet sein, dass auf jeder Seite des Wälzkörperbereichs in axialer Richtung ein Schmierstoffspeicherbereich liegt. Dadurch kann ggf. eine bessere Schmierung des Wälzkörpers von zwei Seiten ermöglicht werden. Beispielsweise kann ein zweiter Schmierstoffspeicherbereich in einem Bereich eines Führungsbords, an dem die Wälzkörper, insbesondere Rollenkörper geführt sind, angeordnet sein. Da zwischen einem Wälzkörper, beispielsweise eines Rollenlagers bzw. dessen Stirnseitenradius und dem Führungsbord zumindest im Wesentlichen Gleitreibung auftritt, kann ein Schmierstoffspeicherbereich bzw. eine Schmierstoffspeicherbereich, der diesen Bereich schmiert, ggf. die Lebensdauer des Lagers verlängern, und oder ein besseres Laufverhalten ermöglichen. Mit anderen Worten kann ein Wälzlagerkäfig bzw. Käfig beispielsweise an Bereichen, in denen sonst der funktionslos im Lager applizierte Schmierstoff liegt, erweitert werden. Dazu kann der Käfig Taschen bzw. einen Schmierstoffspeicherbereich für den Schmierstoff aufweisen. In diesen kann Schmierstoff eingelagert werden, welcher schon allein aufgrund von Zentrifugallast Grundöl bzw. Schmierflüssigkeit abgeben kann, das beispielsweise für den Betrieb der Lagerung des Wälzlagers notwendig sein kann.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen können eine Mehrzahl von Segmenten in einem Wälzlager angeordnet sein, so dass das Wälzlager eine Mehrzahl von Schmierstoffspeicherbereichen umfasst. Dabei kann beispielsweise an jedem Wälzkörperbereich ein Schmierstoffspeicherbereich vorgesehen sein, alternativ können die Schmierstoffspeicherbereiche in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen, also beispielsweise zwischen jedem zweiten, dritten, vierten, fünften, usw. Wälzkörperbereich vorgesehen sein. Durch eine regelmäßige Anordnung der Schmierstoffspeicherbereiche kann ggf. ein besseres Laufverhalten und/oder eine gleichemäßigere Gewichtsverteilung des Wälzlagerkäfigs ermöglicht werden. Ergänzend oder alternativ können die Schmierstoffspeicherbereiche gegenüberliegend, also in axialer Richtung benachbart, auf beiden Seiten des Wälzkörperbereichs angeordnet sein. Alternativ oder optional können im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnete Schmierstoffspeicherbereiche versetzt zueinander angeordnet sein, beispielsweise auf einer linken Seite eines ersten Wälzkörpers, auf einer rechten Seite eines zweiten Wälzkörpers, auf einer rechten Seite eines dritten Wälzkörpers, usw..
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist der Schmierstoffspeicherbereich mit einem Schmierstoff gefüllt bzw. vorgefüllt. Beispielsweise ist der Wälzlagerkäfig oder der Schmierstoffspeicherbereich bereits vor der Montage des Wälzlagerkäfigs mit den anderen Bauteilen des Wälzlagers mit dem Schmierstoff gefüllt. Der Schmierstoffspeicher kann beispielsweise bei oder nach der Herstellung mit dem Schmierstoff befüllt werden. So kann beispielsweise ermöglicht werden, dass sich der Schmierstoff nur in dem Schmierstoffspeicherbereich und nicht in anderen Bereichen des Lagers befindet. Ergänzend oder alternativ kann der Schmierstoffspeicherbereich auch nach der Montage des Wälzlagers mit einem Schmierstoff gefüllt werden. Ergänzend oder alternativ kann auch der bereits gefüllte Schmierstoffspeicherbereich nach der Montage nochmals mit einem gleichen oder anderen Schmierstoff, gefüllt werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Wälzlager mit einem Wälzlagerkäfig oder zumindest einem Segment nach einem der beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele. Ein Wälzlager kann dabei jedes beliebige Wälzlager, beispielsweise ein Kugel- oder Rollenlager, beispielsweise Kegelrollenlager in einer einreihigen oder mehrreihigen Form sein. So kann beispielsweise eine gezielte Positionierung von einem Schmierstoff in einem Wälzlager mittels eines Wälzlagerkäfigs ermöglicht werden. Dadurch kann beispielsweise der Schmierstoff auf lange Sicht aktiv zur Verfügung gestellt werden, ohne dass er durch falsche Belastung, beispielsweise durch eine mechanische und/oder thermische Belastung, beispielsweise Reibung oder Walken zwischen Wälzkörper und/oder Laufflächen vorzeitig verschleißt.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Wälzlager mit einem Wälzlagerkäfig, wobei der Schmierstoffspeicherbereich beispielsweise mit einem Schmierstoff vorbefüllt ist einen zweiten anderen Schmierstoff, der sich von dem Schmierstoff in dem Schmierstoffspeicherbereich unterscheidet. So kann ermöglicht werden, dass das Lager eine höhere Betriebsdauer erhält. Der Schmierstoff in dem Schmierstoffspeicherbereich kann beispielsweise als Reserveschmierstoff verwendet werden oder zur Schmierung von Bereichen dienen, an die der zweite Schmierstoff der im Lager eingebracht ist, nicht anliegt und/oder keinen Kontakt hat. Der zweite Schmierstoff kann beispielsweise nach der Montage in den Innenraum des Lagers eingebracht werden. Gegebenenfalls kann der erste Schmierstoff spezialisiert ausgeführt sein, so dass er in geeigneter Form über die Lagerlebensdauer bzw. Betriebsdauer unter Zentrifugallast Grundöl abgeben kann. Der erste Schmierstoff in dem Schmierstoffspeicher kann ggf. vor der Montage des Käfigs separat in einem Schmierstoffspeicherbereich bzw. eine Tasche appliziert werden. Der Schmierstoffspeicher kann ergänzend oder alternativ gegebenenfalls einen anderen Schmierstoff umfassen als den Schmierstoff, der mit dem Wälzkörper Kontakt hat. Der Schmierstoff für den Schmierstoffspeicherbereich kann beispielsweise durch Einwirken von Zentrifugalkraft und Vibrationen Schmierstoff bzw. Schmierflüssigkeit oder Grundöl abgeben. Um dies zu gewährleisten, können die Taschen bzw. der Schmierstoffspeicherbereich beispielsweise auf einem Bereich des Wälzlagerkäfigs mit einem kleinen Radius liegen und die Taschen eine Begrenzung des Schmierstoffs in Wälzlagern darstellen.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche Ausführungsbeispiele doch nicht beschränkt sind, nähe beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische, geschnittene Darstellung eines Wälzlagers mit einem Wälzlagerkäfig oder Segment;
- 2a eine perspektivische Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 2b eine andere perspektivische Darstellung des Wälzlagerkäfigs gemäß 2a;
- 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem herkömmlichen Beispiel;
- 4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem herkömmlichen Beispiel;
- 5 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem herkömmlichen Beispiel;
- 6 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 7 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 8 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
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Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
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1 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung eines Wälzlagers mit einem Wälzlagerkäfig.
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1 zeigt einen Wälzlagerkäfig 10 oder ein Segment für einen Wälzlagerkäfig, der ausgebildet ist, um zumindest einen Wälzkörper 12 eines Wälzlagers 14 in einem Wälzkörperbereich 16 zu halten. Der Wälzlagerkäfig 10 oder das Segment weist einen Schmierstoffspeicherbereich 18 auf. Der Schmierstoffspeicherbereich 18 ist ausgebildet einen pastösen Schmierstoff 20 aufzunehmen, so dass dieser bei einer Rotation des Wälzlagers 14 in dem Schmierstoffspeicherbereich 18 und beabstandet von dem Wälzkörperbereich 12 des Wälzlagerkäfigs 10 und/oder einer Lauffläche 22 des Wälzkörpers 16 gehalten wird. Der Schmierstoffspeicherbereich 18 weist zumindest eine Öffnung 24 auf. Durch die Öffnung 24 kann eine Schmierflüssigkeit, die mit dem Pfeil 26 angedeutet ist, in Richtung des Wälzkörperbereichs 16 austreten. Die Schmierflüssigkeit unter Einwirken einer Kraft auf den Schmierstoff 20 in dem Schmierstoffspeicherbereich 18 abgegeben werden kann.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist das Wälzlager 14, wie in 1 gezeigt, optional einen Innenring 28 und einen Außenring 30 auf, zwischen denen der Wälzkörper 12 bzw. eine Mehrzahl von Wälzkörpern 12 geführt sind. Der Innenring 28 weist eine Lauffläche 32 auf. An die Lauffläche 32 schließt ein Führungsbord 34 an, welcher als Anschlag für einen Stirnseitenradius 36 des Wälzkörpers 12 dient. Der Außenring 30 weist eine Lauffläche 38 auf.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 weist der Wälzlagerkäfig 10 einen linken Seitenring 40 und einen rechten Seitenring 42 auf. Diese sind in Umfangsrichtung angeordnet. Die Seitenringe 40 und 42 sind jeweils über eine Mehrzahl von Stegen 44 verbunden. Die Stege 44 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs 10 und im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse M des Wälzlagers 14. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 weist der linke Seitenring 40 einen kleineren Durchmesser als der rechte Seitenring 42 auf. Der Wälzlagerkäfig 10 weist somit eine konische Form auf. Die Stege 44 sind ebenfalls entsprechend der konischen Form des Wälzlagerkäfigs angeordnet. Der Schmierstoffspeicherbereich 18 ist zwischen dem linken Seitenring 40 und dem Wälzlagerbereich 16 angeordnet.
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Die 2a und 2b zeigen unterschiedliche perspektivische Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Ein Wälzlagerkäfig 50, wie in 2a oder 2b gezeigt, ist im Wesentlichen analog zu dem Wälzlagerkäfig 10 ausgebildet, unterscheidet sich aber in der Ausbildung der Seitenringe 40 und 42 und der Ausbildung seines Schmierstoffspeicherbereichs. Der linke Seitenring 40 weist einen kleineren Durchmesser als der rechte Seitenring 42 auf. Benachbarte Stege 44, der Seitenring 40 und der Seitenring 42 bilden zwischen sich jeweils einen Wälzkörperbereiche 16 aus. Der Wälzlagerkäfig 50 umfasst eine Mehrzahl von Schmierstoffspeicherbereichen 52. Diese sind im Wesentlichen mittig zwischen benachbarten Stegen 44 bzw. Wälzkörperbereichen angeordnet. Die Schmierstoffspeicherbereiche 52 sind im Bereich des Seitenrings 42 mit dem größeren Durchmesser angeordnet. Die Schmierstoffspeicherbereiche 52 sind als Taschen, wie in 2b erkennbar, ausgebildet. Die Taschen weisen eine in Richtung des linken Seitenrings 40 zeigende, offene Seite auf. In radialer Richtung ist der Schmierstoffspeicherbereich 52 durch eine Begrenzungsfläche 54 begrenzt. Die Begrenzungsflächen 54a, 54b, 54c mehrerer Schmierstoffbereiche können auch als eine Begrenzungsfläche beschrieben werden, die sich zumindest abschnittsweise, im Wesentlichen in eine axiale Richtung erstreckt und im Wesentlichen in eine Umfangsrichtung verläuft. Die Begrenzungsfläche 54 kann gegenüber einer Mittelachse M des Wälzlagerkäfigs 50 geneigt sein.
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Ferner weist der Schmierstoffspeicherbereich 52 des Wälzlagerkäfigs 50, wie in 2a erkennbar, in axialer Richtung eine Begrenzungsfläche 56 auf. Die Begrenzungsfläche 56 kann auch als eine Begrenzungsfläche beschrieben werden, die sich zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in eine radiale Richtung, im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse M des Wälzlagerkäfigs 10 erstreckt. Die Begrenzungsflächen 56a, 56b und 56c der Schmierstoffspeicherbereiche 52 können dabei als eine Begrenzungsfläche beschrieben werden, die in Umfangsrichtung verläuft und sich von einem radial außenliegenden Bereich zu einem radial innenliegenden Bereich erstreckt.
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Ferner weist der Wälzlagerkäfig 50 Begrenzungsflächen 58 auf, die den Schmierstoffspeicherbereich 52 im Wesentlichen in eine Umfangsrichtung begrenzen bzw. von einem Innenraum des Wälzlagers 14 trennen. So bilden beispielsweise die Begrenzungsflächen 58a und 58b die Seiten einer Tasche, die den Schmierstoffspeicherbereich 52 ausbildet.
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Mit anderen Worten kann der Käfig bzw. Wälzlagerkäfig in Bereichen, in denen normalerweise sonst Fett, Schmierfett oder Schmierstoff liegt und nicht zur Schmierung beträgt, erweitert, und in Form von Taschen ausgebildet sein, die den Schmierstoff aufnehmen können. Hier wird der Schmierstoff eingelagert. Wenn eine Kraft, insbesondere eine Zentrifugallast beim Drehen des Lagers bzw. des Lagerkäfigs wirkt, tritt aus dem in den Taschen eingelagerten Schmierstoff Grundöl als eine Schmierflüssigkeit aus, das in den Innenraum des Lagers läuft und dort für die Schmierung im Lager sorgt. Gegebenenfalls kann hierfür ein Schmierstoff spezialisiert ausgeführt sein, so dass dessen Festkörper bzw. Verbinder die Öltröpfchen bei Einwirken von Zentrifugallast freigeben bzw. ein sogenanntes „Ausbluten“ zu ermöglichen.
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In alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Wälzlagerkäfig beispielsweise nur eine Tasche als Schmierstoffspeicherbereich aufweisen.
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Die 3 zeigt eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzkörperkäfigs gemäß einem herkömmlichen Beispiel.
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Ein in 3 dargestellter Wälzlagerkäfig 60 ist im Wesentlichen analog zum Wälzlagerkäfig 50 ausgebildet und unterscheidet sich lediglich in der Ausbildung des Schmierstoffspeicherbereichs 62. Der Schmierstoffspeicherbereich 62 ist in dem Bereich des Seitenrings 40 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet. Der Schmierstoffspeicherbereich 62 umfasst eine Begrenzungsfläche 64 in eine radiale Richtung. Die Begrenzungsfläche 64 ist in eine Umfangsrichtung angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse des Wälzkörpers. Mit dem Seitenring 40 ist die Begrenzungsfläche 64 mit einer Begrenzungsfläche 66 verbunden. Die Begrenzungsfläche 66 erstreckt sich im Wesentlichen in eine Umfangsrichtung und ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse M angeordnet. Die Begrenzungsfläche 66 ist auf der dem Wälzkörperbereich 16 abgewandten Seite des Schmierstoffspeicherbereichs angeordnet. Dabei erstreckt sich die Begrenzungsfläche 66 von einem radial außen liegenden Bereich nach radial innen. Der Schmierstoffspeicherbereich 62 weist im Wesentlichen die Form einer vollständig umlaufenden Nut auf. Der Schmierstoffspeicherbereich 62 wird zwischen einer Innenfläche des Seitenrings 40, zwischen der Begrenzungsfläche 66 in axialer und der Begrenzungsfläche 64 in radialer Richtung 64 ausgebildet. Der Schmierstoffspeicherbereich 62 weist eine Öffnung 24 auf, die zu dem Wälzkörperbereich 16 des Wälzlagerkäfigs 60 gerichtet ist.
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Bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Schmierstoffspeicherbereich im Wesentlichen analog zum Schmierstoffspeicherbereich 62 zumindest abschnittsweise unterbrochen ausgebildet sein. In alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann ein weiterer Schmierstoffspeicherbereich zusätzlich zu dem Schmierstoffspeicherbereich 62 an dem Seitenring 42 angeordnet sein. Alternativ kann der Schmierstoffspeicherbereich 62 auch statt an dem Seitenring 40 an dem Seitenring 42 angeordnet sein.
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4 zeigt eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem herkömmlichen Beispiel.
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Ein Wälzlagerkäfig 70 gemäß 4 ist im Wesentlichen analog zu dem Wälzlagerkäfig 60 ausgebildet und umfasst ebenfalls einen Schmierstoffspeicherbereich 62. Zusätzlich umfasst der Wälzlagerkäfig 70 einen Schmierstoffspeicherbereich 72. Der Schmierstoffspeicherbereich 62 ist als erster Schmierstoffspeicherbereich an dem Seitenring 40 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet. Der Schmierstoffspeicherbereich 72 ist als zweiter Schmierstoffspeicherbereich in einem Bereich des Seitenrings 42 angeordnet. Der Schmierstoffspeicherbereich 72 ist im Wesentlichen analog zu dem Schmierstoffspeicherbereich 62 ausgebildet, weist aber eine in einer radialen Richtung verlaufende Begrenzungsfläche 74 auf, die auf einem größeren Umfang als der Seitenring 42 angeordnet ist. Die Begrenzungsfläche 74 in Umfangsrichtung ist über eine Begrenzungsfläche 76 in einer axialen Richtung, die sich von dem Seitenring 42 von einem radial innenliegenden Bereich zu einem radial außenliegenden Bereich erstreckt, verbunden. Die Begrenzungsfläche 76 ist auf der dem Wälzkörperbereich 16 abgewandten Seite des Schmierstoffspeicherbereichs angeordnet, zu dem sie gehört. Ferner umfasst der Schmierstoffspeicherbereich 72 als Begrenzungsfläche eine Außenfläche 78 des Seitenrings 42. Der Schmierstoffspeicherbereich 72 umfasst die Form einer umlaufenden Nut und weist einem größeren Durchmesser auf, als der Seitenring 42, in dessen Bereich er angeordnet ist. Der Schmierstoffspeicherbereich 72 ist in Richtung des Wälzlagerbereichs 16 geöffnet. Demgegenüber wird der Schmierstoffspeicherbereich 62 zwischen dem Seitenring 40 und einer in radialer Richtung angeordneten auf einem kleineren Durchmesser liegenden Begrenzungsfläche 64 ausgebildet.
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Bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann ein Schmierstoffspeicherbereich, der analog zu dem Schmierstoffspeicherbereich 74 ausgebildet ist, auch auf einem kleineren Umfang des Wälzlagerkäfigs, also im Bereich des Seitenrings 40 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann ein Wälzlagerkäfig nur einen Schmierstoffspeicherbereich analog zu dem Schmierstoffspeicherbereich 74 aufweisen.
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5 zeigt eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem herkömmlichen Beispiel.
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Ein Wälzlagerkäfig 80 gemäß 5 ist im Wesentlichen analog zu dem Wälzlagerkäfig 60 der 3 ausgebildet. Ein Schmierstoffspeicherbereich 82 ist in dem Bereich des Seitenrings 40 mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen. Der Schmierstoffspeicherbereich 82 ist im Wesentlichen analog zu dem Schmierstoffspeicherbereich 62 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 ausgebildet. Als Unterschied zu dem Schmierstoffspeicherbereich 62 weist der Schmierstoffspeicherbereich 82 in radialer Richtung, hin zur Drehachse, keine Begrenzungsfläche auf. Der Schmierstoffspeicherbereich 82 umfasst nur zumindest einen Teil einer Innenfläche 84 des Seitenrings 40 und die Begrenzungsfläche 66 in einer axialen Richtung.
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6 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Ein Wälzlagerkäfig 90, wie in 6 dargestellt, ist im Wesentlichen analog zu dem Wälzlagerkäfig 60 der 3 ausgebildet. Der Wälzlagerkäfig 90 weist einen Schmierstoffspeicherbereich 92 auf. Der Schmierstoffspeicherbereich 92 ist im Wesentlichen analog zu dem Schmierstoffspeicherbereich 62 ausgebildet und umfasst ebenfalls die Begrenzungsfläche 64 in eine radiale Richtung und die Begrenzungsfläche 66 in eine axiale Richtung. Zusätzlich weist der Schmierstoffspeicherbereich 92 zumindest eine Begrenzungsfläche 94 (Taschenunterteilungswand) in Umfangsrichtung auf. Die Begrenzungsfläche 94 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse M des Wälzlagerkäfigs. Die Begrenzungsfläche 94 erstreckt sich von einer Innenfläche des Seitenrings 40 bis zu einer Innenfläche 65 der Begrenzungsfläche 64. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Schmierstoffspeicherbereich 92 eine Mehrzahl der Begrenzungsflächen 94a, 94b und 94c bzw. diese teilen den Schmierstoffspeicherbereich in mehrere voneinander getrennte Schmierstoffspeicherbereiche 92a, 92b, 92c.
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Die Begrenzungsflächen 94 bei dem Ausführungsbeispiel der 6 sind im Wesentlichen mittig zwischen den Stegen 44 angeordnet. In alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Begrenzungsflächen 94 fluchtend zu den Stegen 44 angeordnet sind. Bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Begrenzungsflächen immer in größeren Abständen, also beispielsweise fluchtend zu jedem zweiten Steg oder im Bereich jedes zweiten Wälzlagerbereichs 16 angeordnet sein.
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7 zeigt eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Ein Wälzlagerkäfig 100 der 7 ist im Wesentlichen analog zu dem Wälzlagerkäfig 90 ausgebildet und umfasst einen Schmierstoffspeicherbereich 102. Der Schmierstoffspeicherbereich 102 ist im Wesentlichen analog zu dem Schmierstoffspeicherbereich 92 ausgebildet. Der Schmierstoffspeicherbereich 102 ist ebenfalls an dem Seitenring 40 angeordnet. Als Begrenzungsfläche in die axiale Richtung umfasst den Schmierstoffspeicherbereich 102 die Begrenzungsfläche 66. Im Gegensatz zu dem Schmierstoffspeicherbereich 92 weist der Schmierstoffspeicherbereich 102 keine Begrenzungsfläche in die radiale Richtung hin zur Mittelachse M, auf. Das heißt, der Schmierstoffspeicherbereich 102 weist als Begrenzungsfläche in die axiale Richtung die Begrenzungsfläche 66, als Begrenzungsfläche in die radial außen liegende Richtung die Innenseite 41 des Seitenrings 40 und als Begrenzungsflächen in Umfangsrichtung die Begrenzungsflächen 94 auf. Für die Anordnung der Begrenzungsflächen 94 in Umfangsrichtung im Wälzlagerkäfig 100 gelten die gleichen alternativen Ausführungsmöglichkeiten, wie für 6 beschrieben.
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8 zeigt eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Wälzlagerkäfigs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Der Wälzlagerkäfig 110, wie in 8 dargestellt, ist im Wesentlichen analog zu dem Wälzlagerkäfig 60 der 3 ausgebildet und umfasst ebenfalls einen Schmierstoffspeicherbereich 62. Ferner umfasst der Wälzlagerkäfig 110 einen Schmierstoffspeicherbereich 52, gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2a und 2b und einen Schmierstoffspeicherbereich 72, analog zu dem Ausführungsbeispiel der 4.
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Bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Wälzlagerkäfig nur die Schmierstoffspeicherbereiche 72 und 52 aufweisen. Ferner kann der Wälzlagerkäfig statt dem Schmierstoffspeicherbereich 62 beispielsweise einen der Schmierstoffspeicherbereiche 82 oder 92 oder 102 aufweisen. Ferner kann beispielsweise nur einer der Schmierstoffspeicherbereich 72 oder 52 mit einem der Schmierstoffspeicherbereiche 62, 82, 92 oder 102 kombiniert sein. Beispielsweise können auch die Schmierstoffspeicherbereiche 72 und/oder 52 auf einem kleineren Durchmesser bzw. dem Seitenring 40 und die Schmierstoffspeicherbereiche 62, 82, 92 und 102 auf dem Seitenring 42 mit dem größeren Durchmesser angeordnet sein.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen eines Wälzlagerkäfigs oder Segments ist der Schmierstoffspeicherbereich in alle Richtungen über zumindest eine Begrenzungsfläche, zumindest eine Querrippe und/oder eine Bodenfläche von einem Innenraum des Wälzlagers getrennt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Schmierstoffspeicherbereich als Tasche ausgebildet ist und der Schmierstoff sicher in den Taschen gehalten wird.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist das Wälzlagerkäfigsegment eine Mehrzahl von Begrenzungsflächen auf. Beispielsweise können die Begrenzungsflächen in Umlaufrichtung angeordnet sein und erstrecken sich von radial außen nach radial innen. Beispielsweise können die Begrenzungsflächen parallel, in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sein. So können ggf. engere Zwischenräume ausgebildet werden und der Schmierstoff erhält eine größere Anlagefläche. Beispielsweise sind eine Mehrzahl von Begrenzungsflächen nebeneinander auf einer Seite des Wälzkörperbereichs angeordnet.
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Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Begrenzungsfläche von einem radial außen liegenden Bereich nach radial innen. Beispielsweise kann sich die Begrenzungsfläche fast bis zu einem Bereich, in dem der Innenring des Lagers angeordnet ist, erstrecken. Jedoch soll in einigen Ausführungsbeispielen die Begrenzungsfläche keine abschließende dichte Verbindung mit einem Lagerinnenring ausbilden. So kann ggf. immer das Austreten von Schmierflüssigkeit aus dem Schmierstoffspeicherbereich ermöglicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wälzlagerkäfig
- 12
- Wälzkörper
- 14
- Wälzlager
- 16
- Wälzkörperbereich
- 18
- Schmierstoffspeicherbereich
- 20
- Schmierstoff
- 22
- Lauffläche
- 24
- Öffnung
- 26
- Pfeil
- 28
- Innenring
- 30
- Außenring
- 32
- Lauffläche (Innenring)
- 34
- Führungsbord
- 36
- Stirnseitenradius
- 38
- Lauffläche (Außenring)
- 40
- Seitenring (links)
- 41
- Innenfläche
- 42
- Seitenring (rechts)
- 44
- Steg
- 50
- Wälzlagerkäfig
- 52
- Schmierstoffspeicherbereich
- 54
- Begrenzungsfläche (radial)
- 56
- Begrenzungsfläche (axial)
- 58
- Begrenzungsfläche (Umfang)
- 60
- Wälzlagerkäfig
- 62
- Schmierstoffspeicherbereich
- 64
- Begrenzungsfläche (radial)
- 65
- Innenfläche
- 66
- Begrenzungsfläche (axial)
- 70
- Wälzlagerkäfig
- 72
- Schmierstoffspeicherbereich
- 74
- Begrenzungsfläche (Umfang)
- 76
- Begrenzungsfläche (axial)
- 80
- Wälzlagerkäfig
- 82
- Schmierstoffspeicherbereich
- 90
- Wälzlagerkäfig
- 92
- Schmierstoffspeicherbereich
- 94
- Begrenzungsfläche
- 100
- Wälzlagerkäfig
- 102
- Schmierstoffspeicherbereich
- 110
- Wälzlagerkäfig
- M
- Mittelachse
