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Die Erfindung betrifft einen Bolzenkäfig zum Führen von Wälzkörpern in einem Wälzlager, umfassend zwei Seitenscheiben und eine Vielzahl von Bolzen. Die Bolzen durchdringen jeweils einen Wälzkörper axial und ragen auf beiden Seiten des Wälzkörpers heraus.
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Die Führung von Wälzkörpern in Wälzlagern mittels Bolzenkäfigen ist bekannt. Bolzenkäfige bestehen aus zwei Seitenscheiben und einer Vielzahl von Verbindungselementen, sogenannten Bolzen. Die Bolzen werden axial durch die Wälzkörper des Wälzlagers geführt und verbinden beide Seitenscheiben miteinander. Die Bolzen können auf verschiedene Arten mit den Seitenscheiben verbunden sein, wie zum Beispiel durch Verschweißen, Verschrauben oder Verpressen.
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In der
DE 10 2006 030 314 A1 wird ein Lagerkäfig offenbart, der aus einer Vielzahl von Laschen besteht. Die Verbindungselemente, die sich in Längsrichtung der Wälzkörper erstrecken, sind mit den Laschen verbunden. Die drehfesten Verbindungen zwischen Verbindungselemente und Laschen des Lagerkäfigs werden mittels Pressverbindungen hergestellt.
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Ebenfalls zum Stand der Technik zählt die Patentschrift
DE 198 45 747 C2 . Hier wird ein Wälzlager offenbart, bei dem die Wälzkörper ebenfalls mit einem Käfig, der eine Mehrzahl an Stiften oder Bolzen aufweist, geführt werden. Die Stifte oder Bolzen weisen an beiden Endbereichen Schraubabschnitte auf, die in durchgehenden Bohrungen der Seitenplatten des Käfigs angeordnet sind. Die Schraubabschnitte weisen einen geringeren Durchmesser auf als der Teil des Stifts oder Bolzens, der in dem Wälzkörper angeordnet ist. Jeweils an den inneren Seiten der Schraubabschnitte sind Bereiche großen Durchmessers (Flanschabschnitte) angeordnet. Jedoch kommt es durch die Verjüngungen der Durchmesser zur Schwächung der Stifte.
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Eine weitere Möglichkeit zur Führung der Wälzkörper in einem Wälzlager wird in der
DE 1 722 510 U offenbart. Hier wird ein Rollenlagerkäfig aufgeführt, bei dem alle Bolzen außer ein Inspektionsbolzen unlösbar, zum Beispiel mittels Vernieten oder Verschweißen, mit den Käfigseitenteilen verbunden sind. Der Inspektionsbolzen wird fest angezogen, anschließend wird der Bolzenkopf und das dazugehörige Käfigseitenteil durchbohrt und in die Bohrung ein Spannstift eingetrieben. Zum Lösen des Inspektionsbolzens wird der Spannstift herausgeschlagen und danach der Bolzen herausgeschraubt. Jedoch ist ein nachträgliches Bohren im Lager sehr aufwendig und es besteht die Möglichkeit, dass die dadurch entstandenen Späne im Lager zurückbleiben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte Möglichkeit zur Führung von Wälzkörpers in Wälzlagern mittels Bolzenkäfig anzugeben, bei der die Verbindungen zwischen Bolzen und beiden Seitenscheiben hinsichtlich Fertigungs-, Montage- und Demontageaspekten günstiger ist.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der in Anspruch 1 angegebene Bolzenkäfig vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
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Der erfindungsgemäße Bolzenkäfig zum Führen von Wälzkörpern in einem Wälzlager zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Bolzen an einem vom Wälzkörper herausragenden Bolzenabschnitt ein Gewinde und an dem anderen herausragenden Bolzenabschnitt eine umlaufende Nut mit einem Nutgrund und zwei Nutseiten aufweist, wobei die umlaufende Nut innerhalb einer Bohrung einer Seitenscheibe angeordnet ist. Die aus dem Wälzkörper herausragenden Bolzenabschnitte sind komplett von jeweils einer Seitenscheibe axial umgeben. Der Bolzen ist in dem Wälzkörper mittels einer Spielpassung eingefügt. Unter Bolzen sind alle zylindrischen Verbindungselemente zu verstehen, wie zum Beispiel auch Stifte. Erfindungsgemäß ist es auch, wenn alle Bolzen, mehrere Bolzen oder nur ein Bolzen zu Inspektionszwecken wie oben beschrieben ausgeführt ist.
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Bei einer möglichen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Bolzenkäfigs ist die umlaufende Nut des Bolzens als eine trapezförmige Nut ausgebildet. Das bedeutet, dass die Nutseiten vom Nutgrund aus schräg nach außen hin verlaufen. Vorzugsweise sind die Nutseiten auch gleichlang, so dass eine gleichschenklige Trapezform entsteht. Es ist jedoch auch möglich, dass die Nut als ein Halbkreis oder als eine Dreiecksform ausgebildet ist. Bei der Dreiecksform bildet die Spitze des Dreiecks den Nutgrund und die Schenkel des Dreiecks die Nutseiten. Die Nutseiten verlaufen auch hier schräg nach außen hin. Bei einer Halbkreisform hingegen geht der Nutgrund fließend in die beiden Nutseiten über.
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Zweckmäßig ist es ebenfalls, wenn eine Seitenscheibe eine axiale durchgehende Bohrung aufweist. Vorzugsweise besitzt die Seitenscheibe, in der der Bolzenabschnitt mit der umlaufenden Nut angeordnet Ist, eine durchgehende Bohrung und die andere Seitenscheibe bevorzugt eine Sacklochbohrung. Möglich ist es jedoch auch, in beiden Seitenscheiben jeweils eine durchgehende Bohrung auszubilden oder in beiden Seitenscheiben jeweils eine Sacklochbohrung einzufügen.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Bolzenkäfigs weist diejenige Seitenscheibe, in der sich die Nut des Bolzens befindet, jeweils eine radiale Bohrung für einen Gewindestift auf. Die radiale Bohrung ist dabei nicht durchgehend und endet in der axialen, vorzugsweise durchgehenden Bohrung der Seitenscheibe. Der Gewindestift weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser auf als die axiale Länge des Nutgrunds der umlaufenden Nut. Die umlaufende Nut fixiert somit über diesen Gewindestift eine Seitenscheibe und definiert gleichzeitig den axialen Abstand der beiden Seitenscheiben zueinander.
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Ebenfalls erfindungsgemäß ist es, wenn der Bolzen an einer Stirnseite eine Aussparung aufweist, um mittels eines Werkzeugs den Bolzen an einer Seitenscheibe festzuziehen oder zu lösen. Die Aussparung kann jede beliebige Form, wie zum Beispiel Innensechskant, Kreuzschlitz, Schlitz, und so weiter, aufweisen. Vorzugsweise ist die Aussparung auf der Stirnseite des gegenüberliegenden Bolzenabschnitts, auf dem sich das Gewinde befindet, angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform schließt die Stirnseite des Bolzens, die die Aussparung aufweist, bündig mit der dazugehörigen Seitenscheibe ab. Vorteilhaft ist es auch, wenn der Bolzen in die Seitenscheibe versenkt ist.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Bolzenkäfigs ist es, wenn der Bolzenabschnitt mit Gewinde am Ende des Bolzens eine Konusform aufweist und in der dazugehörigen Seitenscheibe eine Sacklochgewindebohrung mit Bohrspitze vorhanden ist, sodass die gesamte Konusfläche des Bolzens an einem Teil der Bohrspitze aufliegt. Dabei muss der Winkel der Konusform des Bolzens mit dem Winkel der Bohrspitze übereinstimmen. Unter einer Konusform wird ebenfalls eine Fase verstanden.
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Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform des Bolzenkäfigs ist es, wenn der Bolzenabschnitt mit Gewinde am Ende des Bolzens plan ist und in der dazugehörigen Seitenscheibe eine plane Gewindebohrung vorhanden ist, so dass das Bolzenende direkt an dem planen Bohrungsende anliegt.
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Vorzugsweise sind die im Bolzenkäfig zu führenden Wälzkörper als Rollen, insbesondere Kegelrollen, ausgebildet. Denkbar ist es aber auch, dass die zu führenden Wälzkörper als Zylinderrollen, als Kugelrollen oder als Pendelrollen ausgebildet sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bolzenkäfigs in montiertem Zustand,
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2 eine erfindungsgemäße Seitenscheibe des Bolzenkäfigs mit einem Gewindestift,
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3 eine beispielhafte Ausführungsform des Bolzens mit einem planen Bolzenende,
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4 die zum erfindungsgemäßen Bolzen aus 2 dazugehörige Sacklochbohrung,
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5 eine beispielhafte Ausführungsform des Bolzens mit einer am Bolzenende aufweisende Konusform,
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6 die zum erfindungsgemäßen Bolzen aus 4 dazugehörige Sacklochbohrung,
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bolzenkäfigs in Schnittansicht dargestellt. Allgemein finden Bolzenkäfige Anwendung, um Wälzkörper 1 von Wälzlagern 2 führen zu können. Der dargestellte Bolzenkäfig umfasst zwei Seitenscheiben 3, 4 sowie einen Bolzen 5. Der Bolzen 5 durchdringt einen Wälzkörper 1 eines Wälzlagers 2 (nicht weiter dargestellt) in axialer Richtung und ragt auf beiden Seiten des Wälzkörpers 1 heraus. Jeder vom Wälzkörper 1 herausragende Abschnitt 6, 7 des Bolzens 5 ist jeweils in einer Seitenscheibe 3, 4 angeordnet. Eine erste Seitenscheibe 3 weist eine plane Sacklochbohrung 8 mit einem Gewinde 9 auf. Die dargestellte Bohrspitze 10 am Ende der Sacklochbohrung 8 ist nur aus fertigungstechnischen Aspekten vorhanden. Der Bolzenabschnitt 6, der in der Sacklochbohrung 8 angeordnet ist, stellt das Gegenstück der Sacklochbohrung 5 dar und weist demnach ein entsprechendes Gewinde 11 sowie ein planes Bolzenende 12 auf.
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Der andere aus dem Wälzkörper 1 herausragende Bolzenabschnitt 7 weist eine umlaufende Nut 13 mit einem Nutgrund 14 und zwei Nutseiten 15 auf. Die Nut 13 ist als eine trapezförmige Nut ausgebildet. Die zwei Nutseiten 15 sind gleich lang und verlaufen ausgehend vom Nutgrund 14 schräg nach außen hin. Der Bolzenabschnitt 7 auf dem die Nut 13 angeordnet ist, befindet sich in einer durchgehenden Bohrung 16 der zweiten Seitenscheibe 4. Die zweite Seitenscheibe 4, die auch in der 2 dargestellt ist, weist zusätzlich zur axialen durchgehenden Bohrung 16 eine kleinere radiale Bohrung 17 auf, die axial mittig an dieser Seitenscheibe 4 angeordnet ist und in der axialen durchgehenden Bohrung 16 endet. In der radialen Bohrung 17 ist ein Gewindestift 18 angeordnet, der die zweite Seitenscheibe 4 fixiert und den Abstand zwischen der ersten 3 und der zweiten Seitenscheibe 4 definiert. Der Gewindestift 18 weist einen größeren Durchmesser D auf, als die axiale Länge des Nutgrunds L der umlaufenden Nut 13. Damit wird erreicht, dass der Gewindestift 18 nur die Nutseiten 15 der umlaufenden Nut 13 berührt, wodurch ein Spalt zwischen Gewindestift 18 und Nutgrund 14 entsteht und somit die Seitenscheibe 4 exakt ausgerichtet wird. Der Bolzenabschnitt 7 mit der umlaufenden Nut 13 weist an seiner Stirnseite 19 eine Aussparung 20 für ein Werkzeug auf, um den Bolzen 5 in der Sacklochbohrung 8 mit Gewinde 9 der ersten Seitenscheibe 3 festzuziehen und eventuell wieder zu lösen. Hier ist die Aussparung 20 als eine Kreuzschlitzform ausgebildet.
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In der 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bolzens 5 dargestellt, die auch bereits in der 1 enthalten ist. Der Bolzen 5 weist auf einer Seite ein Gewinde 11 sowie einen kurzen verjüngenden Absatz 21 auf, der das Bolzenende 12 bildet. Das Bolzenende 12 ist plan ausgebildet. Die dazugehörige Sacklochbohrung 8, die zumindest teilweise plan ausgebildet ist, ist in der 4 dargestellt. Aufgrund des planen Bolzenendes 12 und der teilweise planen Sacklochbohrung 8 kann die Schraubenvorspannung sehr genau eingestellt werden.
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In der 5 ist ein erfindungsgemäßer Bolzen 5 mit einem Bolzenende in Konusform 21 dargestellt. Der Bolzen 5 weist auf einer Seite ein Gewinde 11 sowie einen kurzen verjüngenden Absatz 21 auf, an deren Ende die Konusform 22 angeordnet ist. Die andere Seite des Bolzens 5 entspricht dem Bolzen 5 aus der 1. Die 6 stellt die dazugehörige Sacklochbohrung 8 mit Gewinde 9 in der ersten Seitenscheibe 3 dar. Die Sacklochbohrung 8 weist eine Bohrspitze 10 auf, deren Winkel α mit dem Winkel β des Konuses am Bolzenende 22 übereinstimmt. Der Bolzen 5 stützt sich mit seinem Bolzenende in Konusform 22 während des Festziehens an der Bohrspitze 10 ab. Dadurch wird der Bolzenquerschnitt trotz der Reduzierung des Durchmessers 21 nicht geschwächt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzkörper
- 2
- Wälzlager
- 3
- Erste Seitenscheibe
- 4
- Zweite Seitenscheibe
- 5
- Bolzen
- 5
- Bolzenabschnitt mit Gewinde
- 7
- Bolzenabschnitt mit Nut
- 8
- Sacklochbohrung
- 9
- Gewinde der Sacklochbohrung
- 10
- Bohrspitze
- 11
- Gewinde des Bolzens
- 12
- Planes Bolzenende
- 13
- Umlaufende Nut
- 14
- Nutgrund
- 15
- Nutseite
- 16
- Durchgehende axiale Bohrung
- 17
- Radiale Bohrung
- 18
- Gewindestift
- 19
- Stirnseite Bolzen
- 20
- Aussparung
- 21
- Verjüngender Absatz
- 22
- Bolzenende mit Konusform
- D
- Durchmesser Gewindestift
- L
- Länge Nutgrund
- α
- Winkel Bohrspitze
- β
- Winkel Konus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006030314 A1 [0003]
- DE 19845747 C2 [0004]
- DE 1722510 U [0005]
