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Die Erfindung betrifft einen Bolzenkäfig zum Führen von Wälzkörpern in einem Wälzlager, umfassend zwei Seitenscheiben und eine Vielzahl von Bolzen.
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Die Führung von Wälzkörpern in Wälzlagern mittels Bolzenkäfigen ist bekannt. Gemäß einer weit verbreiteten und im praktischen Einsatz bewährten Konstruktion eines Bolzenkäfigs ist der Bolzen auf der einen Seite mit einer Seitenscheibe verschraubt und auf der anderen Seite mit der gegenüberliegenden Seitenscheibe verschweißt. Solche Bolzenkäfige werden zum Beispiel in der
DE 19 845 747 A1 oder in der
DE 10 2006 030 314 A1 offenbart. Das Verschweißen der Bolzen mit der Seitenscheibe muss jedoch am komplett montierten Wälzlager erfolgen, so dass die Verunreinigungen, die durch den Schweißvorgang entstehen, nur unter großem Aufwand entfernt werden können.
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Eine Möglichkeit dieses Problem zu mindern, ist die Teilung des Käfigs. Ein geteilter Käfig wird zum Beispiel in der
DE 32 40 074 A1 aufgezeigt. Hier kann man die Käfigteile vormontieren, so dass nur nach das Zusammenfügen der Käfigsegmente direkt im Wälzlager durchgeführt werden muss.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte und weiterentwickelte Möglichkeit der Ausführung eines Bolzenkäfigs anzugeben, bei der die Montage des Bolzenkäfigs mit den Wälzkörpern außerhalb des Wälzlagers stattfindet und somit die aufwendige Reinigung des Wälzlagers entfällt.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe werden der in Anspruch 1 angegebene Bolzenkäfig sowie ein Verfahren zur Montage des Bolzenkäfigs in Anspruch 10 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 eine Seitenscheibe genau einen durchgehenden Schlitz aufweist. Durch den Schlitz wird die Seitenscheibe einmal geteilt. Vorzugsweise weisen beide Seitenscheiben eines Bolzenkäfigs jeweils einen Schlitz auf. Dies gilt insbesondere für Zylinderrollenlager. Im Fall von Kegelrollenlager ist es jedoch denkbar, dass nur die Seitenscheibe mit kleinerem Durchmesser einen Schlitz aufweist.
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Zweckmäßig ist es, wenn die geschlitzte Seitenscheibe eine Aussparung am Schlitz aufweist. Vorteilhaft ist es außerdem, wenn in der Aussparung ein Verschlusselement angeordnet ist. Die Kontur des Verschlusselements ist an die Kontur der Aussparung angepasst, so dass diese bündig ineinander passen. Das Verschlusselement ragt in diesem Fall vorzugsweise nicht radial über die Seitenscheibe heraus. Das heißt, das Verschlusselement schließt mit der Seitenscheibe bündig ab. Es ist jedoch auch denkbar, dass keine Aussparung vorhanden ist und dass das Verschlusselement direkt auf den Umfang oder an der Stirnseite der Seitenscheibe aufgelegt werden kann. Im ersten Fall müsste die Kontur des Verschlusselements allerdings ebenfalls die Kontur der Seitenscheibe aufweisen, das heißt einen Teildurchmesser aufweisen. Bei der Anordnung des Verschlusselements an der Stirnseite der Seitenscheibe hingegen kann das Verschlusselement eine einfache Geometrie aufweisen, beispielweise eine Rechteckform.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die geschlitzte Seitenscheibe mit dem Verschlusselement mittels mindestens zwei Verbindungselementen verbunden ist.
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Als Verbindungselemente werden vorzugsweise Schrauben verwendet. Die Schrauben gehen von der Rotationsachse des Wälzlagers und somit auch des Bolzenkäfigs aus radial durch das Verschlusselement durch und enden in jeweils einer Sacklochbohrung in der Seitenscheibe, wobei die Sacklochbohrung ein Gewinde aufweist. Wenn die Bohrungen in der Seitenscheibe durchgehend sind und somit kein Gewinde aufweisen, müssten noch Sicherungselemente, wie zum Beispiel Muttern, verwendet werden. Unter radial wird die Richtung der Rotationsachse des Wälzlagers und somit auch des Bolzenkäfigs verstanden
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Erfindungsgemäß ist es ebenfalls, wenn die Verbindung zwischen Verschlusselement und geschlitzter Seitenscheibe formschlüssig ist. Ein Formschluss kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass die Aussparung in der Seitenscheibe eine nicht am Rand liegende Erhöhung aufweist und dass das Verschlusselement eine dazu passende Vertiefung aufweist, wodurch ein Auseinanderziehen der Seitenscheibe in Umfangsrichtung verhindert wird.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Bolzenkäfigs ist gegeben, wenn die Aussparung eine Stufenform aufweist. Hierzu ist eine einfach Geometrie, wie zum Beispiel ein Rechteck, des Verschlusselements vorgesehen. Möglich ist auch, dass die Konturen der Aussparung und des Verschlusselements so ausgebildet sind, dass die aneinander anliegenden Enden der Aussparung und des Verschlusselements ineinander greifen und somit kein Verschieben in axialer Richtung stattfinden kann.
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Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn in der geschlitzten Seitenscheibe auf jeder Seite des Schlitzes eine axiale Bohrung angeordnet ist. Die axialen Bohrungen verlaufen demnach gleich wie die Bohrungen in der Seitenscheibe für die Bolzen. Die axialen Bohrungen sind vorgesehen, um bei der Montage die Seitenscheibe mittels eines Werkzeuges aufzuspreizen, so dass der Bolzenkäfig mit den bereits eingelegten Wälzkörpern über einen Bord eines Innenrings eines Wälzlagers passt. Als Innenring kann auch eine Welle verwendet werden. Vorzugsweise sind aus fertigungstechnischen Gesichtspunkten die axialen Bohrungen auch als durchgehende axiale Bohrungen ausgeführt. Ebenfalls ist es zweckmäßig, wenn die zwei axialen Bohrungen zum Schlitz hin den gleichen Abstand aufweisen. Des Weiteren sind vorzugsweise die axialen Bohrungen auf der geschlitzten Seitenscheibe mittig zwischen zwei Bolzen angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren eines Bolzenkäfigs, welcher eine Vielzahl von Bolzen umfasst, die zwei Seitenscheiben verbinden, von welchen mindestens eine Seitenscheibe genau einen durchgehenden Schlitz aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die geschlitzte Seitenscheibe, nach dem Einfügen aller Wälzkörper in den Bolzenkäfig, mittels eines Werkzeuges gespreizt wird, so dass der Bolzenkäfig über einen Innenring eines Wälzlagers geschoben wird, anschließend das Werkzeug gelöst wird und jeweils die geschlitzte Seitenscheibe mittels eines Verschlusselements und mindestens zwei Verbindungselementen zusammengefügt wird. Bei Kegelrollen ist es auch denkbar, dass nur eine Seitenscheibe geschlitzt wird.
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Um den Bolzenkäfig verzugsfrei montieren zu können, muss das Verschlusselement gefügt sein. Das Verschlusselement wird nur zur Montage des Bolzenkäfigs mit den Wälzkörpern auf den Lagerinnenring geöffnet oder entfernt und anschließend wieder eingebracht und verschlossen.
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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 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Bolzenkäfigs mit einem Teilschnitt im Bereich des Schlitzes,
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2 ein erfindungsgemäßes Aufspreizen des Bolzenkäfigs,
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3 eine Detailansicht der Aussparung der Seitenscheibe für eine formschlüssige Verbindung zwischen Verschlusselement und Seitenscheibe,
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4 die Aussparung der Seitenscheibe aus 3 in Draufsicht,
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5 eine beispielhafte Ausführungsform eines Verschlusselements zur formschlüssigen Verbindung mit einer Seitenscheibe.
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In der 1 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Bolzenkäfigs 18 mit der Ansicht auf eine Seitenscheibe 1 dargestellt. Die dahinterliegende Seitenscheibe 2 ist nicht dargestellt. Der Bolzenkäfig 18 umfasst zwei Seitenscheiben 1, 2 und eine Vielzahl von Bolzen 3. Die Bolzen 3 durchdringen axial jeweils einen Wälzkörper 4 eines Wälzlagers 5 und verbinden beide Seitenscheiben 1, 2 miteinander. Die Bolzen 3 sind an der einen Seitenscheibe 2 verschraubt (hier nicht dargestellt) und auf der anderen Seitenscheibe 1 verschweißt. Mittig zwischen zwei Bolzen 3 ist ein durchgehender Schlitz 6 in der Seitenscheibe 1 angeordnet. Am Schlitz 6 ist eine stufenförmige Aussparung 7 angeordnet, die sich vom äußeren Durchmesser der Seitenscheibe 1 in radialer Richtung hin über einen Teil der Seitenscheibe 1 erstreckt. In die stufenförmige Aussparung 7 wird ein Verschlusselement 8 eingebracht, so dass die Aussparung 7 und das Verschlusselement 8 bündig ineinander passen. Das Verschlusselement 8 weist auf jeder Seite des Schlitzes 5 eine durchgehende in radialer Richtung verlaufende Bohrung 9 auf, die in der Seitenscheibe 1 endet. In diesen Bohrungen 9 sind Verbindungselemente, hier Schrauben 10, eingefügt, die die Seitenscheibe 1 mit dem Verschlusselement 8 verbinden.
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Des Weiteren weist die Seitenscheibe in 1 zwei weitere Bohrungen 11 auf. Die Bohrungen 11 sind jeweils zwischen zwei Bolzen 3 mit gleichem Abstand zum Schlitz 6 angeordnet und verlaufen entsprechend der Mittelachse des Bolzenkäfigs 18 in axialer Richtung. In dieser Ausführungsform sind die Bohrungen 11 genau mittig zwischen zwei Bolzen 3 angeordnet.
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In der 2 ist der erfindungsgemäße Bolzenkäfig 18, insbesondere die Seitenscheibe 1, mittels eines Werkzeuges 12 so weit aufgespreizt, dass der Bolzenkäfig 18 mit den Wälzkörpern 4 über einen Bord 13 eines Innenrings 14 eines Wälzlagers 5 passt. Das Werkzeug 12 greift in die zwei Bohrungen 11 in der Seitenscheibe 1 des Bolzenkäfigs 18 ein und wird auseinander gezogen, wodurch die Seitenscheibe 1 aufgespreizt wird. Die gesamte Aufweitung der Seitenscheiben 1, 2 erfolgt im elastischen Bereich des Materials.
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Die 3 und 4 zeigen eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer Aussparung 15 in Schnittdarstellung und Draufsicht auf den Schlitz 6 der Seitenscheibe 1 oder 2. Die Aussparung 15 weist mittig auf beiden Seiten des Schlitzes 6 eine Erhöhung 16 auf, in der die Bohrungen 9 angeordnet sind. Die Form der Aussparung 15 ähnelt in der Schnittdarstellung gemäß 3 somit einem „M”, wobei die Mitte des „M” den Schlitz 6 darstellt. Der Schlitz 6 ist aus fertigungstechnischen Gründen gerade ausgeführt.
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Die 5 stellt das passende Verschlusselement 8 für die Aussparung 15 der 3 und 4 dar, so dass beide bündig ineinander greifen. Somit weist das Verschlusselement 8 keine Erhöhung, sondern eine entsprechende Vertiefung 17 auf. Durch die Ausgestaltung der Aussparung 15 und des Verschlusselements 8 wird eine formschlüssige Verbindung erreicht. Dadurch können während des Betriebs des Wälzlagers 5 keine Mikrobewegungen die Schrauben 10 lösen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seitenscheibe (verschweißt)
- 2
- Seitenscheibe (verschraubt)
- 3
- Bolzen
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Wälzlager
- 6
- Schlitz
- 7
- Stufenförmige Aussparung
- 8
- Verschlusselement
- 9
- Bohrung für Verbindungselement
- 10
- Verbindungselement/Schraube
- 11
- Bohrungen für Werkzeug
- 12
- Werkzeug zum Aufspreizen der Seitenscheibe
- 13
- Bord eines Innenrings
- 14
- Innenring eines Wälzlagers
- 15
- Aussparung für formschlüssige Verbindung
- 16
- Erhöhung
- 17
- Vertiefung
- 18
- Bolzenkäfig
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19845747 A1 [0002]
- DE 102006030314 A1 [0002]
- DE 3240074 A1 [0003]
