DE102015202210A1

DE102015202210A1 - Bolzenkäfig für ein Großwälzlager

Info

Publication number: DE102015202210A1
Application number: DE102015202210.2A
Authority: DE
Inventors: Harry Günther; Peter Bisch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bolzenkäfig (120) für ein Großwälzlager (100) mit einem Innenring (102) und einem Außenring (104) sowie mit auf Laufbahnen (106, 108) dieser Lagerringe (102, 104) abrollenden Wälzkörper (110), wobei der Bolzenkäfig (120) ein unsegmentiertes kreisförmiges Seitenteil (122) und eine Mehrzahl von Bolzen (10) aufweist, wobei die Bolzen (10) einen Lagerabschnitt (20) und an einem zweiten axialen Ende (16) einen Befestigungsabschnitt (18) aufweisen, mit dem die Bolzen (10) in jeweils einer zugeordneten Öffnung (124) des Seitenteils (122) befestigt sind, und bei dem die Wälzkörper (110) jeweils eine zentrische Durchgangsbohrung (130) aufweisen, in denen jeweils der Lagerabschnitt (20) des zugeordneten Bolzens (10) aufgenommen ist. Als Neuerung ist bei diesem Bolzenkäfig (120) vorgesehen, dass die Bolzen (10) an ihrem ersten axialen Ende (12) einen integral daran ausgebildeten Flansch (14) aufweisen, und dass die Flansche (14) der Bolzen (10) durch deren Geometrie und deren Durchmesser geeignet und dafür vorgesehen sind, die axiale Sicherung der Wälzkörper (110) in einer von dem nur einen Seitenteil (122) des Bolzenkäfigs (120) wegweisenden Richtung zu gewährleisten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bolzenkäfig für ein Großwälzlager mit einem Innenring und einem Außenring sowie mit auf Laufbahnen dieser Lagerringe abrollenden Wälzkörper, wobei der Bolzenkäfig ein unsegmentiertes kreisförmiges Seitenteil und eine Mehrzahl von Bolzen aufweist, wobei die Bolzen einen Lagerabschnitt und an einem zweiten axialen Ende einen Befestigungsabschnitt aufweisen, mit dem die Bolzen in jeweils einer zugeordneten Öffnung des Seitenteils befestigt sind, und bei dem die Wälzkörper jeweils eine zentrische Durchgangsbohrung aufweisen, in denen jeweils der Lagerabschnitt des zugeordneten Bolzens aufgenommen ist.
Großwälzlager, wie zum Beispiel Zylinderrollenlager oder Tonnenlager, finden auf vielen Gebieten der Technik verbreitete Anwendung. Bei derartigen Großwälzlagern ist es bekannt, Käfige zur Führung der an den dortigen Laufringen abrollenden Wälzkörper vorzusehen. Unter anderem für zerlegbare Großwälzlager, wie sie beispielsweise in Windkraftanlagen zur Lagerung des Rotors eingesetzt werden, sind Bolzenkäfige bekannt, bei denen die Seitenteile des Käfigs durch eine Mehrzahl von Schraubbolzen miteinander verbunden sind. Zur Herstellung der Verbindung werden die Schraubbolzen mit einem ersten ringförmigen Seitenteil verschraubt und mit einem zweiten ringförmigen Seitenteil zum Beispiel durch Verschweißen thermisch unlösbar gefügt. Das Verschweißen erfolgt bei Großwälzlagern vielfach vor Ort, zum Beispiel mit Hilfe von handgeführten Elektroschweißgeräten.
Durch den notwendigen Schweißprozess entstehen Schlacke und Schweißperlen, was eine aufwendige und vor allem kostenintensive Nachbearbeitung, insbesondere Schleif-, Polier-, Reinigungs-, Montage- sowie Kontrollarbeiten, notwendig macht. Der unvermeidlich auftretende Schweißverzug kann die gesamte Geometrie des Käfigs beeinflussen. Darüber hinaus können bereits gehärtete Oberflächen der Bolzen durch den Schweißprozess ihre definierten Härteeigenschaften einbüßen.
Aus der DE 100 31 427 C2 ist ein derartiger Käfig für ein Wälzlager bekannt, der zwei Käfigscheiben aufweist, die mittels einer Mehrzahl von Bolzen miteinander verbunden sind. Jeder dieser Bolzen ist durch eine zentrische Axialbohrung mindestens eines Wälzkörpers geführt, um diesen drehbar zu lagern. Die Bolzen weisen jeweils an einem ersten axialen Ende ein Gewinde auf, das in eine zugeordnete Gewindebohrung in der ersten Käfigscheibe eingeschraubt ist. Die Verbindung des Bolzens mit der zweiten Käfigscheibe erfolgt mittels einer Hülse, die mit dem Bolzen durch eine Presspassung verbunden ist und die ihrerseits mit der zweiten Käfigscheibe form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. Ungünstig an dieser Konstruktion ist, dass zwischen der Hülse und der zweiten Käfigscheibe einerseits sowie andererseits zwischen den Bolzen und der Hülse jeweils eine umlaufende, stoffschlüssige Verbindung vorgesehen ist, nämlich eine Schweißverbindung mit den vorstehend erläuterten Nachteilen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bolzenkäfig vorzustellen, dessen Einzelkomponenten vollständig ohne einen Schweißvorgang fest miteinander verbindbar sind, und der am Einsatzort einfach sowie schnell montierbar und demontierbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch einen Bolzenkäfig mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht, während vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Bolzenkäfigs in den Unteransprüchen definiert sind.
Die Erfindung betrifft demnach einen Bolzenkäfig für ein Großwälzlager mit einem Innenring und einem Außenring sowie mit auf Laufbahnen dieser Lagerringe abrollenden Wälzkörper, wobei der Bolzenkäfig ein unsegmentiertes kreisförmiges Seitenteil und eine Mehrzahl von Bolzen aufweist, wobei die Bolzen einen Lagerabschnitt und an einem zweiten axialen Ende einen Befestigungsabschnitt aufweisen, mit dem die Bolzen in jeweils einer zugeordneten Öffnung des Seitenteils befestigt sind, und bei dem die Wälzkörper jeweils eine zentrische Durchgangsbohrung aufweisen, in denen jeweils der Lagerabschnitt des zugeordneten Bolzens aufgenommen ist. Zur Lösung der Aufgabe ist bei diesem Bolzenkäfig vorgesehen, dass die Bolzen an ihrem ersten axialen Ende einen integral daran ausgebildeten Flansch aufweisen, und dass die Flansche der Bolzen durch deren Geometrie und deren Durchmesser geeignet und dafür vorgesehen sind, die axiale Sicherung der Wälzkörper in einer von dem nur einen Seitenteil des Bolzenkäfigs wegweisenden Richtung zu gewährleisten.
Diese Konstruktion des Bolzenkäfigs ist besonders einfach und ermöglicht dennoch einen robusten Aufbau des Bolzenkäfigs, wobei die feste Verbindung der Einzelteile des Bolzenkäfigs vollständig ohne eine Verschweißung erfolgt. Dadurch lässt sich ein Großwälzlager auf einfache Art und Weise am Einsatzort montieren. Ein solches Großwälzlager kann beispielsweise als Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder Tonnenrollenlager ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Bolzenkäfigs ist vorgesehen, dass die Flansche im Wesentlichen zylinderförmig sind und jeweils einen Außendurchmesser aufweisen, der größer als ein Durchmesser der jeweiligen Lagerabschnitte der Bolzen ist.
Infolge des kopfartigen Flansches der einzelnen Bolzen ist in Verbindung mit dem nur einen kreisförmigen Seitenteil des Bolzenkäfigs eine beidseitige axiale Lagesicherung der an dem Innenring und dem Außenring abrollenden Wälzkörper gegeben. Für den Fall, dass der Außendurchmesser des Flansches nur geringfügig größer ist als der Durchmesser des Lagerabschnitts der Bolzen, ist eine Rollenführung gegeben, bei welcher die axiale Führung des Bolzenkäfigs innerhalb des Lagers durch die Wälzkörper erfolgt, während deren umfangsseitige Beabstandung vom Käfig übernommen wird. Ist hingegen der Durchmesser der Flansche deutlich größer als der Durchmesser des Lagerabschnitts der Bolzen, ist eine Bordführung gegeben, bei welcher die Flansche der Bolzen sich zusätzlich zumindest an einem vom Seitenteil wegweisenden Bord des Innenrings oder des Außenrings abstützen.
Gemäß einer günstigen Weiterbildung ist vorgesehen, sind dass der Außendurchmesser des Befestigungsabschnitts der Bolzen zur Schaffung einer umlaufenden Schulter an denselben jeweils kleiner ist als die Durchmesser des Lagerabschnitts der Bolzen. Hierdurch wird eine Materialschwächung des nur einen kreisförmigen Seitenteils infolge der Vielzahl der darin vorgesehenen Öffnungen für die Bolzen minimiert. Die Schulter der Bolzen kann zum Beispiel konisch ausgeführt sein, so dass diese in einer korrespondierend ausgebildeten Öffnung des Seitenteils zumindest bereichsweise formschlüssig aufnehmbar ist, wodurch sich auch eine Erhöhung der Steifigkeit des Bolzenkäfigs ergibt.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass der Befestigungsabschnitt jedes Bolzens jeweils mittels eines Befestigungselements an dem Seitenteil befestigt ist. Das Befestigungselement kann beispielsweise ein C-förmiger Sicherungsring sein. Hierdurch ist eine zuverlässige, da formschlüssige axiale Lagesicherung der Bolzen im nur einen ringförmigen Seitenteil gegeben. Alternativ dazu kann die Befestigung der Bolzen in den Öffnungen des nur einen Seitenteils durch eine Gewindeverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Kombination von beiden erfolgen.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Flansche der Bolzen rechteckförmig oder trapezförmig ausgebildet sind, wobei gegenüberliegende Schmalseiten der Flansche jeweils konvex gekrümmt oder gerade ausgebildet sind. Hierdurch ist eine zusätzliche umfangsseitige Abstützung der Flansche der Bolzen untereinander realisierbar.
Weiter kann vorgesehen sein, dass zumindest die dem Innenring oder dem Außenring des Lagers zugewandte Längsseite der Flansche der Bolzen konkav gekrümmt ist. Hierdurch passen sich die Flansche der Bolzen in radialer Richtung an einen Radius des Innenrings an.
Eine andere Variante bei der Geometrie der Flansche der Bolzen sieht vor, dass jeweils zwei im Großwälzlager umfangsbezogen benachbarte Flansche zweier Bolzen mit Hilfe einer Lasche miteinander verbunden sind. Hierdurch ist eine besonders zuverlässige umfangsseitige Führung der Flansche gegeben. Sobald alle Bolzen mittels solcher Laschen miteinander verbunden sind, ergeben diese Laschen eine segmentierte zweite Seitenscheibe, welche der ersten, unsegmentierten Seitenscheibe axial gegenüber angeordnet ist.
In weiterer Ausgestaltung dieser Laschen-Variante kann vorgesehen sein, dass an jedem Flansch zwei Laschenenden von zwei axial übereinander liegenden Laschen mittels eines Befestigungselements befestigt sind. Das Befestigungselement kann beispielsweise eine Schraube sein. Infolge der Befestigungselemente ist eine besonders belastbare mechanische Befestigung von jeweils zwei Laschen an jeweils einer Stirnseite eines jeden Flansches eines jeden Bolzens möglich.
Gemäß einer anderen Weiterbildung des Grundkonzepts der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Seitenteil des Bolzenkäfigs und die Befestigungsabschnitte der Bolzen jeweils mittels einer Gewindeverbindung miteinander verbunden sind. Hierdurch wird die Steifigkeit und Robustheit des Bolzenkäfigs weiter erhöht.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass jede Lasche zwei Bohrungen oder zwei halbovale und in Richtung des Innenrings offene Aussparungen zur Aufnahme der Befestigungselemente aufweist. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Laschen an den Stirnseiten der Flansche der Bolzen des Käfigs.
Schließlich kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass jede Lasche zwei Bohrungen oder zwei halbovale und in Richtung des Innenrings offene Aussparungen zur Aufnahme der Befestigungselemente aufweist. Hierdurch lassen sich die Laschen durch eine radial einwärts gerichtete Bewegung auf die Befestigungselemente aufstecken und mit diesen verrasten.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, die in mehreren Figuren unterschiedliche Ausführungsformen zeigt. Gleiche konstruktive Komponenten weisen dabei jeweils dieselben Bezugsziffern auf. In der Zeichnung zeigt
1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Bolzens eines Bolzenkäfigs mit den Merkmalen der Erfindung,
2 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bolzens mit einem axial endseitigen Flansch,
3 eine Draufsicht auf eine Stirnseite des Flansches des Bolzens gemäß 2,
4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bolzens,
5 eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers mit einer ersten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs,
6 eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers mit einer zweiten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs,
7 eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers mit einer dritten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs, und
8 eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers mit einer vierten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs.
1 zeigt demnach in einer Seitenansicht eine Ausführungsform eines Bolzens 10 für einen Bolzenkäfig gemäß der Erfindung, welcher vorzugsweise in einem Großwälzlager eingebaut ist. Der nach Art eines Stufenbolzens ausgebildete Bolzen 10 weist an einem ersten axialen Ende 12 einen zylinderförmigen Flansch 14 auf. An einem zweiten axialen Ende 16 des Bolzens 10 ist ein Befestigungsabschnitt 18 ausgebildet, der zur Verbindung des Bolzens 10 mit einem Seitenteil eines Bolzenkäfigs dient (siehe 5 bis 8). Axial zwischen dem Flansch 14 und dem Befestigungsabschnitt 18 ist an dem Bolzen 10 ein zylindrischer Lagerabschnitt 20 ausgebildet, welcher zur drehbaren Lagerung eines Wälzkörpers 110 eines Großwälzlagers 100 dient.
Der Außendurchmesser 22 des Flansches ist erkennbar größer als der Außendurchmesser 24 des Lagerabschnitts 20. Außerdem ist der Außendurchmesser 26 des Befestigungsabschnitts 18 kleiner als der Außendurchmesser 24 des Lagerabschnitts 20, so dass zwischen dem Lagerabschnitt 20 und dem Befestigungsabschnitt 18 eine Schulter 28 ausgebildet ist, die hier exemplarisch rechtwinklig ausgeführt ist. Grundsätzlich kann die Schulter 28 eine hiervon abweichende Geometrie aufweisen und, wie mit der punktierten Linie angedeutet, konusförmig ausgestaltet sein. Weiter verfügt der Befestigungsabschnitt 18 des Bolzens 10 über eine umlaufende Ringnut 30, die zur Aufnahme eines Befestigungselements, wie zum Beispiel eines C-förmigen, federnden Sicherungsrings oder dergleichen dient. Zentrisch zum Bolzen 10 verläuft die Längsmittelachse 32 des Bolzens 10.
Grundsätzlich können der Flansch 14, die Schulter 28 sowie der Befestigungsabschnitt 18 des Bolzens 10 jede beliebige, von dem hier lediglich exemplarisch gezeigten kreisförmigen Querschnitt abweichende Querschnittsgeometrie aufweisen. Der Bolzen 10 ist bevorzugt einstückig aus einem metallischen Material gefertigt.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bolzens 40. Der Bolzen 40 weist an seinen ersten axialen Ende abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform einen näherungsweise rechteckförmigen Flansch 42 auf. Ein Lagerabschnitt 44 und ein sich daran anschließender, verjüngter Befestigungsabschnitt 46 am zweiten axialen Ende des Bolzens 40 sind zylindrisch ausgebildet. Eine zwischen dem Lagerabschnitt 44 und dem Befestigungsabschnitt 46 ausgebildete Schulter 48 ist konisch ausgeführt, wodurch ein besonders fester Sitz des Bolzens 40 in einer korrespondierend ausgestalteten Öffnung eines hier nicht dargestellten Seitenteils des Bolzenkäfigs 120 sichergestellt ist. In den Befestigungsabschnitt 46 ist wiederum eine umlaufende Ringnut 50 zur Aufnahme eines Befestigungselements ausgebildet. Zentrisch zum Lagerabschnitt 44 und zum Befestigungsabschnitt 46 verläuft eine Längsmittelachse 52 des Bolzens 40.
3 zeigt eine axiale Draufsicht auf eine Stirnseite des Flansches 42 des Bolzens 40 der 2. Erkennbar sind zwei Schmalseiten 54, 56 des Flansches 40 entgegengesetzt zueinander konvex gekrümmt ausgebildet, während eine radial nach außen weisende Längsseite 58 des Flansches 40 geradlinig und eine im Einbauzustand des Bolzens 40 in Richtung eines Innenrings 102 des Großwälzlagers weisende Längsseite 60 konkav gekrümmt ausgebildet ist. Der zentrisch zur Längsmittelachse 52 verlaufende Lagerabschnitt 44 ist mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Die Längsmittelachse 52 verläuft mittig zwischen den beiden konvexen Schmalseiten 54, 56, jedoch außermittig zwischen den Längsseiten 58, 60. Der Abstand 62 zwischen der Längsmittelachse 52 und der in 3 oberen Längsseite 58 ist mithin kleiner als der Abstand 64 zwischen der Längsmittelachse 52 und einem nicht bezeichneten Scheitelpunkt der konkaven Längsseite 60 des Flansches 40. Hierdurch passt sich die Geometrie in optimaler Weise einem Krümmungsradius des Innenrings 102 eines Großwälzlagers an. Entsprechend kann die hier exemplarisch geradlinige Längsseite 58 (wie mit einer gepunkteten Linie angedeutet) konvex gekrümmt ausgeführt sind. Durch die konvexen Schmalseiten stützen sich jeweils benachbarte Flansche umfangsseitig im Großwälzlager aneinander ab.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bolzens 70, welcher wiederum einen im Wesentlichen zylindrischen Flansch 72 aufweist, an dem jedoch zwei radial auswärts gerichtete sowie diametral angeordnete rechteckförmige Fortsätze 74, 76 ausgeformt sind. Die beiden Fortsätze 74, 76 ragen genau genommen in die Richtung zu den Flanschen der jeweils benachbarten Bolzen des Bolzenkäfigs. Ein Lagerabschnitt 78 des Bolzens 70 ist zylindrisch ausgebildet, während ein axial endseitiger Befestigungsabschnitt 80 eine quadratische Querschnittsgeometrie aufweist. Eine zwischen dem Lagerabschnitt 78 und dem Befestigungsabschnitt 80 ausgebildete Schulter 82 verfügt demzufolge über eine komplexe, zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Oberflächengeometrie. In den Befestigungsabschnitt 80 ist wiederum eine umlaufende Nut 84 zur Aufnahme eines Befestigungselements ausgebildet. Zentrisch zum Flansch 72, zum Lagerabschnitt 78 und zum Befestigungsabschnitt 80 verläuft die Längsmittelachse 86 des Bolzens 70.
Die 5 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers 100 mit einer ersten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs mit Bolzen 10, die wie in 1 dargestellt ausgebildet sind. Ein Großwälzlager 100 weist einen Innenring 102 und einen diesen konzentrisch umgebenden Außenring 104 auf, auf deren Laufbahnen 106, 108 eine Vielzahl von gleichartigen, hier beispielhaft kegeligen Wälzkörpern 110 abrollen. An der Laufbahn 106 des Innenrings 102 sind zwei Borde 112, 114 zur axialen Führung der Wälzkörper 110 ausgebildet. An der Lauffläche 108 des Außenrings 104 sind keine Borde vorgesehen.
Der Bolzenkäfig 120 des Großwälzlagers 100 weist ein unsegmentiertes, ringförmiges Seitenteil 122 auf, in dem eine Vielzahl von umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandete sowie gleichartige Öffnungen 124 ausgebildet ist. Die Öffnungen 124 dienen zur bevorzugt spielfreien Befestigung einer entsprechenden Anzahl von gleichartigen Bolzen 10 an dem Seitenteil 122. Die in diesem Ausführungsbeispiel konische Schulter 28 des Bolzens 10 liegt an einer korrespondierend hierzu gleichfalls konisch ausgebildeten Senkung 126 der Öffnung 124 an, wodurch eine mechanisch zuverlässige, allseits spielfreie Befestigung des Bolzens 10 am Seitenteil 122 gewährleistet ist. Das Seitenteil 122 verfügt über eine ungefähr trapezförmige Querschnittsgeometrie.
Der Befestigungsabschnitt 18 des Bolzens 10 durchsetzt die Öffnung 124 vollständig und ragt axial über das Seitenteil 122 hinaus, so dass ein Befestigungselement 128, beispielsweise ein federnder C-förmiger Sicherungsring, in die hier der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht bezeichnete Ringnut des Bolzens 10 zur axialen Lagesicherung des Bolzens 10 am Seitenteil 122 des Bolzenkäfig 120 eingerastet ist.
Die Wälzkörper 110 weisen jeweils eine zentrische Durchgangsbohrung 130 auf, mittels welcher die Wälzkörper 110 auf dem Lagerabschnitt 20 der zugeordneten Bolzen 10 drehbar aufgenommen sind. Durch den Flansch 14, dessen Außendurchmesser 22 zumindest geringfügig größer ist als ein nicht bezeichneter Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 130 des Wälzkörpers 110, ist in Verbindung mit dem ringförmigen Seitenteil 122 die axiale Lagersicherung des Wälzkörpers 110 auf dem Lagerabschnitt 20 des Bolzens 10 gewährleistet.
Der Außendurchmesser 22 des Flansches 14 des Bolzens 10 ist so dimensioniert, dass der Flansch 14 zwischen dem Innenring 102 und dem Außenring 104 jeweils einen radialen Abstand einhält. Alternativ dazu können zur Optimierung der Käfigführung im Lager die Bolzen, wie mit punktierten Linien angedeutet, jeweils einen zylindrischen Flansch 132 aufweisen, dessen Außendurchmesser 134 so groß gewählt ist, dass sich der Flansch 132 zusätzlich zumindest am zugeordneten Bord 112 des Innenrings 102 abstützen kann. Um hierbei einen möglichst großflächigen Anlagebereich zwischen dem Flansch 132 und dem Bord 112 zu schaffen, verläuft eine mit einer punktierten Linie angedeutete Oberfläche 136 des Bords 112 in dieser Ausführungsvariante möglichst parallel zur einer Außenmantelfläche des zylindrischen Flansches 132.
6 zeigt ein Großwälzlager 200 mit einer zweiten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs 202. Das Großwälzlager 200 weist einen Innenring 102 sowie einen Außenring 104 mit den dazwischen angeordneten Wälzkörpern 110 auf. Der Bolzenkäfig 202 umfasst erneut das ringförmige Seitenteil 122, in dem eine Vielzahl von umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandeten Bolzen 40 befestigt sind, die jeweils nach Art des Bolzens 40 gemäß den 2 und 3 ausgeführt sind. Die Lagerung der Wälzkörper 110 auf den Bolzen 40 sowie die Verbindung der Bolzen 40 mit dem einzigen ringförmigen Seitenteil 122 erfolgt analog zu der im Rahmen der Beschreibung von 5 bereits erläuterten Konusverbindung und dem Befestigungselement 128, so dass diesbezüglich auf eine eingehendere Beschreibung verzichtet werden kann.
Die zueinander konvex gekrümmten Schmalseiten der Flansche 42 jeweils benachbarter Bolzen 40, von denen hier die Schmalseite 54 eines ersten Flansches 42 sowie eine Schmalseite 204 eines benachbarten Flansches bezeichnet sind, stoßen jeweils unter Schaffung eines linienförmigen Kontaktes aneinander, wodurch eine umfangsseitige Führung der nicht mit dem ringförmigen Seitenteil 122 verbundenen und von diesem weggerichteten ersten axialen Enden der Bolzen 40 gegeben ist. Zusätzlich stützt sich die konkave Längsseite 60 aller Flansche 42 der Bolzen 40 an der radialen Außenfläche des gekrümmten Bords 112 des Innenrings 102 ab, wodurch die Führung des Bolzenkäfigs 202 weiter optimiert ist.
7 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers 300 mit einer dritten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs 302. Das Großwälzlager 300 weist einen Innenring 102 und einen Außenring 104 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörpern 110 auf. Der Bolzenkäfig 302 umfasst ein einziges ringförmiges Seitenteil 314 mit einer viereckigen Querschnittsgeometrie oder einer keilförmigen Querschnittsgeometrie. Die Wälzkörper 110 sind auf jeweils einem Bolzen 304 drehbar gelagert. Dessen verjüngter, im Wesentlichen zylindrischer Befestigungsabschnitt 306 ist abweichend von dem Bolzen 10 der 1 zumindest abschnittsweise mit einem Außengewinde 308 versehen. Außerdem ist in den zylindrischen Flansch 310, 338, 340 der jeweiligen Bolzen 304 eine zentrische Gewindesacklochbohrung 312 eingebracht.
Im Übrigen folgt der konstruktive Aufbau des Bolzens 304 des Bolzenkäfigs 302 gemäß 7 dem in 1 dargestellten und weiter vorne beschriebenen Bolzen 10. Das ringförmige Seitenteil 314 des Bolzenkäfigs 302 weist im Unterschied zu der bereits beschriebenen Variante des ringförmigen Seitenteils für jeden Bolzen 304 eine im Wesentlichen zylindrische Öffnung 316 mit einem Innengewinde 318 auf, in welche das Außengewinde 308 des Befestigungsabschnitts 306 des jeweiligen Bolzens 304 zur Schaffung einer Gewindeverbindung 320 einschraubbar ist. Ein zuverlässig fester Sitz des Bolzens 304 in dem ringförmigen Seitenteil 314 ist wiederum durch eine konische Schulter 322 gewährleistet, die durch das Anziehen der Gewindeverbindung 320 mit einer korrespondierend konisch ausgeführten Senkung 324 der Öffnung 316 unter Schaffung eines zumindest teilweisen Formschlusses axial fest verspannt ist. Entsprechend sind alle übrigen, gleichartig zum Bolzen 304 ausgeführten Bolzen umfangsseitig gleichmäßig zueinander mit dem Seitenteil 314 des Bolzenkäfigs 302 verbunden. Grundsätzlich können die Befestigungsabschnitte der Bolzen 304 durch beliebige Verbindungstechniken, wie zum Beispiel Formschlussverbindungen, Gewindeverbindungen, Klebeverbindungen, Pressverbindung oder eine Kombination hiervon an dem Seitenteil befestigt sein. So kann die Gewindeverbindung 320 optional durch Verkleben gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein.
Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 5 erfolgt die umfangsseitige Beabstandung der Flansche 310, 338, 340 der Bolzen 304 zueinander mit Hilfe einer Vielzahl von jeweils gleichartigen, rechteckförmigen Laschen 326, 328 oder Distanzstücken, von denen in 7 zwei benachbarte Laschen 326, 328 dargestellt sind. Die Laschen 326, 328 verfügen an ihren, der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht bezeichneten Laschenenden jeweils über eine durchgehende Bohrung 330, 332, 334, 336, die zur Durchführung jeweils eines Befestigungselements 342, 344, 346 vorgesehen sind. Die Befestigungselemente 342, 344, 346 sind hier lediglich exemplarisch als Schrauben dargestellt, welche in die jeweiligen Gewindebohrungen 312 der Flansche 340 der Bolzen 304 einschraubbar sind.
Jeweils zwei benachbarte Flansche 310, 338, 340 von zwei Bolzen 304, wie beispielsweise die Flansche 338, 340, werden durch jeweils eine Lasche 326 miteinander verbunden, deren übereinander liegende Laschenenden sich derart überlappen, dass die Bohrungen 332, 334 in den Laschenenden deckungsgleich sind. Durch die Bohrungen 332, 334 wird zum Beispiel das Befestigungselement 344 in die Gewindebohrung 348 des Flansches 340 eingeschraubt und somit die Laschen 326, 328 im Bereich der Bohrungen 332, 334 beziehungsweise ihrer übereinander liegenden Laschenenden mit dem Flansch 340 verbunden. Bevorzugt sind die hier als Schrauben ausgeführten Befestigungselemente 342, 344, 346 zusätzlich durch Kleben in den zugehörigen Gewindebohrungen der Flansche gesichert. Sind die Befestigungselemente nicht als Schrauben ausgeführt, so ist es erforderlich, anstelle der Gewindebohrung in den Flanschen eine Öffnung, eine Aussparung, eine Vertiefungsgeometrie oder dergleichen vorzusehen, die zur Herstellung einer formschlüssigen und/oder pressschlüssigen Verbindung mit den dann nicht nach Art einer Schraube ausgebildeten Befestigungselementen geeignet ist.
Dadurch, dass jeweils zwei benachbarte Flansche 310, 338, 340 mit Hilfe von zwei Laschen 326, 328, deren Laschenenden sich jeweils überlappen, verbindbar sind, ergibt sich ein mechanisch verwindungssteifer und hochbelastbarer Bolzenkäfig 302, in dem die Wälzkörper 110 verlässlich geführt sind. Der Bolzenkäfig 302 lässt sich zudem beim Zusammenbau des Großwälzlagers 300 leicht vor Ort und ohne das Erfordernis von Schweißprozessen einfach sowie schnell zusammensetzen.
8 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Großwälzlagers 400 mit einer vierten Ausführungsform eines Bolzenkäfigs 402. Das Großwälzlager 400 umfasst auch hier einen Innenring 102 und einen Außenring 104, an deren Laufbahnen 106, 108 Wälzkörper 110 abrollen. Der Bolzenkäfig 402 gemäß 8 folgt im Wesentlichen der konstruktiven Ausführungsform des Bolzenkäfigs 302 der 7. Im Unterschied zu diesem ist eine Vielzahl von ebenfalls rechteckförmigen Laschen vorgesehen, von denen hier zwei Laschen 404, 406 dargestellt und bezeichnet sind. Im Gegensatz zu den Laschen des Bolzenkäfigs von 7 ist in jedem nicht bezeichneten Laschenende jeweils eine halbovale und radial einwärts offene Aussparung 408, 410, 412, 414 ausgebildet. Zum Aufrasten der Laschen 404, 406 auf die als Schrauben ausgebildeten und in die Flansche 310, 338, 340 der Bolzen 304 zumindest teilweise eingeschraubten Befestigungselemente 342, 344, 346 sind im Bereich der radial einwärts gerichteten, nicht bezeichneten Öffnungen der Aussparungen 408, 410, 412, 414 jeweils zwei zueinander gerichtete nasenförmige Vorsprünge ausgebildet, von denen hier nur die Vorsprünge 416, 418, 420, 422 der Lasche 404 sichtbar sind. Durch diese Vorsprünge 416, 418, 420, 422 lassen sich die Laschen 404, 406 mit den Befestigungselementen 342, 344, 346 verrasten und somit vorläufig in ihrer Lage fixieren. Hierdurch können die Laschen 404, 406 bei der Montage des Bolzenkäfigs 402 nicht unkontrolliert abfallen und verloren werden. Durch das vollständige Anziehen der Befestigungselemente 342, 344, 346 werden die Laschen 404, 406 mit den Flanschen 310, 338, 340 der Bolzen 304 des Bolzenkäfigs 402 endgültig verschraubt, wobei deren abwechselnd übereinander liegende Anordnung der in 7 beschriebenen Laschenabfolge entspricht.
Bezugszeichenliste

10: Bolzen (1. Variante)
12: Erstes axiales Ende des Bolzens 10
14: Flansch am Bolzen 10
16: Zweites axiales Ende des Bolzens 10
18: Befestigungsabschnitt
20: Lagerabschnitt
22: Außendurchmesser vom Flansch
24: Außendurchmesser vom Lagerabschnitt
26: Außendurchmesser vom Befestigungsabschnitt
28: Schulter am Bolzen 10
30: Ringnut am Bolzen 10
32: Längsmittelachse des Bolzens 10
40: Bolzen (2. Variante)
42: Flansch am Bolzen 40
44: Lagerabschnitt des Bolzens 40
46: Befestigungsabschnitt des Bolzens 40
48: Schulter am Bolzen 40
50: Ringnut des Bolzens 40
52: Längsmittelachse des Bolzens 40
54: Erste konvexe Schmalseite des Flansches 42
56: Zweite konvexe Schmalseite des Flansches 42
58: Geradlinige Längsseite des Flansches 42
60: Konkave Längsseite des Flansches 42
62: Erster Abstand
64: Zweiter Abstand
70: Bolzen (3. Variante)
72: Flansch am Bolzen 70
74: Erster Fortsatz am Flansch 72
76: Zweiter Fortsatz am Flansch 72
78: Lagerabschnitt am Bolzen 70
80: Befestigungsabschnitt am Bolzen 70
82: Schulter am Bolzen 70
84: Nut am Bolzen 70
86: Längsmittelachse des Bolzens 70
100: Großwälzlager (1. Variante)
102: Innenring des Großwälzlagers 100, Lagerring
104: Außenring des Großwälzlagers 100, Lagerring
106: Laufbahn am Innenring
108: Laufbahn am Außenring
110: Wälzkörper
112: Erster Bord am Innenring
114: Zweiter Bord am Innenring
120: Bolzenkäfig
122: Seitenteil des Bolzenkäfigs
124: Öffnung im Seitenteil 122
126: Senkung an der Öffnung des Seitenteils 122
128: Befestigungselement
130: Durchgangsbohrung im Wälzkörper
132: Flansch
134: Außendurchmesser vom Flansch 132
136: Oberfläche am Bord des Innenrings
200: Großwälzlager (2. Variante)
202: Bolzenkäfig
204: Konvexe Schmalseite vom Flansch am Bolzen
300: Großwälzlager (3. Variante)
302: Bolzenkäfig
304: Bolzen
306: Befestigungsabschnitt
308: Außengewinde
310: Flansch
312: Gewindebohrung im Flansch 310
314: Seitenteil des Bolzenkäfigs 302
316: Öffnung im Seitenteil 314 des Bolzenkä302
318: Innengewinde in der Öffnung 316 im Seitenteil 314
320: Gewindeverbindung
322: Schulter
324: Senkung
326: Erste Lasche
328: Zweite Lasche
330: Bohrung in der Lasche
332: Bohrung in der Lasche
334: Bohrung in der Lasche
336: Bohrung in der Lasche
338: Erster Flansch
340: Zweiter Flansch
342: Befestigungselement
344: Befestigungselement
346: Befestigungselement
348: Gewindebohrung
400: Großwälzlager (4. Variante)
402: Bolzenkäfig
404: Lasche
406: Lasche
408: Aussparung
410: Aussparung
412: Aussparung
414: Aussparung
416: Vorsprung
418: Vorsprung
420: Vorsprung
422: Vorsprung

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

DE 10031427 C2 [0004]

Claims

Bolzenkäfig (120, 202, 302, 402) für ein Großwälzlager (100, 200, 300, 400) mit einem Innenring (102) und einem Außenring (104) sowie mit auf Laufbahnen (106, 108) dieser Lagerringe (102, 104) abrollenden Wälzkörper (110), wobei der Bolzenkäfig (120, 202, 302, 402) ein unsegmentiertes kreisförmiges Seitenteil (122, 314) und eine Mehrzahl von Bolzen (10, 40, 70, 304) aufweist, wobei die Bolzen (10, 40, 70, 304) einen Lagerabschnitt (20, 44, 78) und an einem zweiten axialen Ende (16) einen Befestigungsabschnitt (18, 46, 80, 306) aufweisen, mit dem die Bolzen (10, 40, 70, 304) in jeweils einer zugeordneten Öffnung (124, 316) des Seitenteils (122, 314) befestigt sind, und bei dem die Wälzkörper (110) jeweils eine zentrische Durchgangsbohrung (130) aufweisen, in denen jeweils der Lagerabschnitt (20, 44, 78) des zugeordneten Bolzens (10, 40, 70, 304) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (10, 40, 70, 304) an ihrem ersten axialen Ende (12) einen integral daran ausgebildeten Flansch (14, 72, 132, 310, 338, 340) aufweisen, und dass die Flansche (14, 72, 132, 310, 338, 340) der Bolzen (10, 40, 70, 304) durch deren Geometrie und deren Durchmesser geeignet und dafür vorgesehen sind, die axiale Sicherung der Wälzkörper (110) in einer von dem nur einen Seitenteil (122, 314) des Bolzenkäfigs (120, 202, 302, 402) wegweisenden Richtung zu gewährleisten.
Bolzenkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (14, 72, 132) zylinderförmig sind und einen Außendurchmesser (22, 134) aufweisen, der größer ist als ein Durchmesser (24) der jeweiligen Lagerabschnitte (20) der Bolzen (10).
Bolzenkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (26) des Befestigungsabschnitts (18, 46, 80, 306) der Bolzen (10, 40, 70, 304) zur Schaffung einer umlaufenden Schulter (28) an denselben jeweils kleiner ist als die Durchmesser (24) des Lagerabschnitts (20) der Bolzen (10, 40, 70, 304).
Bolzenkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (18, 46, 80) jedes Bolzens (10, 40, 70) jeweils mittels eines Befestigungselements (128) an dem Seitenteil (122) befestigt ist.
Bolzenkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (42) der Bolzens (40) rechteckförmig oder trapezförmig sind, wobei gegenüberliegende Schmalseiten (54, 56, 204) der Flansche (42) jeweils konvex gekrümmt oder gerade ausgebildet sind.
Bolzenkäfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die dem Innenring (102) oder dem Außenring (104) zugewandte Längsseite (60) der Flansche (42) konkav gekrümmt ist.
Bolzenkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei umfangsbezogen benachbarte Flansche (310, 338, 340) zweier Bolzen (304) mit Hilfe einer Lasche (326, 328, 404, 406) miteinander verbunden sind.
Bolzenkäfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Flansch (310, 338, 340) zwei Laschenenden von zwei axial übereinander liegenden Laschen (326, 328, 404, 406) mittels eines Befestigungselements (342, 344, 346) befestigt sind.
Bolzenkäfig nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (314) des Bolzenkäfigs (302) und die Befestigungsabschnitte (306) der Bolzen (304) jeweils mittels einer Gewindeverbindung (320) miteinander verbunden sind.
Bolzenkäfig nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lasche (326, 328) zwei Bohrungen (330, 332, 334, 336) oder zwei halbovale und in Richtung des Innenrings (102) offene Aussparungen (408, 410, 412, 414) zur Aufnahme der Befestigungselemente (342, 344, 346) aufweist.