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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerkäfig für ein Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Lagerkäfig oder ein Käfigsegment.
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Wälzlager weisen üblicherweise einen Lagerinnen- und einen Lageraußenring auf, zwischen denen auf einer Lauffläche des Lagerinnen- und des Lageraußenrings Wälzkörper angeordnet sind. Um die Wälzkörper zu stützen und insbesondere im Betrieb zu führen, sind an dem Lagerinnen- und/oder an dem Lageraußenring Halte- und/oder Führungsborde angeordnet, auf die insbesondere bei Kegelrollenlager nicht verzichtet werden kann, da sonst die Wälzkörper aus dem Lagerinnenraum treten können. Das Wälzlager kann weiterhin einen Lagerkäfig aufweisen, der die Wälzkörper voneinander beabstandet und führt, und somit für eine gleichmäßige Lastverteilung sorgt, was wiederum in einem ruhigen Laufverhalten des Wälzlagers resultiert.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Lauffläche des Lagerinnen- und/oder des Lageraußenrings zu härten, um dieser eine ausreichende Härte und Festigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen, wie zum Beispiel Verformungen durch Zug oder Druck, zu verleihen.
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Zum Härten einer Oberfläche von Werkstücken wird beispielsweise das Einsatzhärten oder das Induktionshärten angewendet. Beim Einsatzhärten wird das Werkstück zuerst aufgekohlt, gehärtet und anschließend angelassen. Beim Induktionshärten wird das Werkstück dagegen partiell durch sogenannte Wirbelströme erwärmt, wobei die Wirbelströme von einem mit Wechselstrom durchflossenen Induktor, beispielsweise einer Spule, in das Werkstück induktiv eingekoppelt werden. Das Induktionshärten bietet gegenüber dem Einsatzhärten unter anderem den Vorteil, dass sich ein gewünschter Härteverlauf und eine gewünschte Einhärtetiefe gut steuern und reproduzieren lassen. Des Weiteren wird durch das Induktionshärten ein vergleichsweise verzugsarmer Härteprozess bereitgestellt, wodurch teure Nachbearbeitungsschritte verringert werden können. Außerdem verkürzt sich der Härteprozess, so dass durch den Einsatz des Induktionshärtens Kosten reduziert werden können.
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Nachteilig ist jedoch, dass das Induktionshärten bei Lagerringen mit Halte- und/oder Führungsborden nicht bzw. nur begrenzt anwendbar ist. Grund dafür ist, dass die Halte- und/oder Führungsborde zu Wärmestaus zwischen den Induktoren und Borden führen können, so dass die Temperatur im Bereich der Borde zu hoch wird. Wird die Temperatur dagegen angepasst, können die notwendigen bzw. gewünschten Einhärtetiefen nicht erreicht werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Wälzlager bereitzustellen, bei dem es möglich ist, die Laufflächen des Lagerinnen- und/oder des Lageraußenrings problemlos einem Induktionshärteverfahren zu unterziehen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager nach Anspruch 1 sowie durch einen Lagerkäfig oder Käfigsegment nach Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.
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Im Folgenden wird ein Wälzlager mit einem Lagerinnen- und einem Lageraußenring vorgestellt, wobei zwischen dem Lagerinnen- und dem Lageraußenring Wälzkörper angeordnet sind. Weiterhin weist das Wälzlager einen Lagerkäfig auf, der ein erstes und ein zweites Seitenelement aufweist, die mittels mindestens einem Verbindungselement voneinander auf Abstand gehalten werden.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, dass das erste und/oder das zweite Seitenelement mindestens eine radiale Auskragung aufweist, die den Lagerinnen- und/oder den Lageraußenring zumindest teilweise überdeckt. Dadurch kann der Lagerkäfig am Lagerinnen- und/oder am Lageraußenring abgestützt und, insbesondere im Betrieb, geführt werden. Auf Halte- und/oder Führungsborde am Lagerinnen- und/oder am Lageraußenring kann somit verzichtet werden, so dass eine bordlose Lauffläche des Lagerinnen- und/oder des Lageraußenrings bereitgestellt werden kann, die induktiv härtbar ist, ohne dass es zu unerwünschten Wärmestaus kommt. Dadurch können die mit dem Induktionshärteprozess verbundenen Vorteile, wie zum Beispiel ein geringer Verzug bei gleichzeitiger Zeit- und Kostenersparnis, auch bei Wälzlagern genutzt werden, die eigentlich eine Bordstruktur zwingend vorgeben.
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Dabei überdeckt die Auskragung den Lagerinnen- und/oder Lageraußenring zumindest teilweise an mindestens einer Seitenfläche, so dass sich die Seitenfläche im Wesentlichen radial über die jeweilige Lauffläche des Lagerinnen- und/oder des Lageraußenrings hinweg erstreckt. Vorzugsweise überdeckt die Auskragung den Lagerinnen- und/oder den Lageraußenring möglichst spiellos, so dass die Auskragung im Wesentlichen direkt an der Seitenfläche anliegt, um so einen effektiven Halt des Lagerkäfigs am Lagerinnen- und/oder Lageraußenring zu ermöglichen. Des Weiteren kann dadurch auch ein Wälzlager mit einer besonders guten Führung des Lagerkäfigs, insbesondere im Betrieb des Lagers, bereitgestellt werden.
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Die Auskragung kann gerade oder gekrümmt ausgebildet sein, wobei sie gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bzgl. eines Lagerinnenraums konkav oder konvex gekrümmt sein kann. Vorzugsweise ist die Auskragung, insbesondere eine dem Lagerinnen- und/oder Lageraußenring zugewandte Auflagefläche der Auskragung, zumindest leicht konvex in Richtung Lagerinnenraum gekrümmt. Um eine besonders enge Schmiegung zwischen der Auskragung und zumindest dem überdeckten Teilbereich des Lagerinnen- und/oder des Lageraußenrings zu ermöglichen, ist es von Vorteil, die Seitenfläche des Lagerinnen- und/oder Lageraußenrings entgegengesetzt zur Auskragung gekrümmt auszubilden. Dadurch kann der Lagerkäfig effizient am Lagerinnen- und/oder am Lageraußenring gehalten und geführt werden.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen das erste und/oder das zweite Seitenelement und/oder die Auskragung eine Kanalstruktur, insbesondere für ein Schmiermittel, auf. Über die Kanalstruktur kann somit ein Schmiermittel in einen Lagerinnenraum bzw. in einen Kontaktbereich zwischen der Auskragung und zumindest dem überdeckten Teilbereich des Lagerinnen- und/oder Lageraußenrings und/oder in einen Kontaktbereich zwischen dem ersten und/oder zweiten Seitenelement und den Wälzkörpern eingebracht und transportiert werden. Mit Hilfe der Kanalstruktur kann das Schmiermittel über den gesamten Kontaktbereich verteilt werden, wodurch ein vollständiger Schmierfilm bereitgestellt werden kann. Dadurch können Lagerschäden aufgrund eines Schmierstoffmangels vermieden werden.
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Vorzugsweise erstreckt sich die Kanalstruktur umfänglich entlang des ersten und/oder zweiten Seitenelements bzw. der Auskragung, insbesondere umfänglich entlang der Auflagefläche. Dadurch kann das Schmiermittel umfänglich entlang des Kontaktbereichs verteilt werden. Zusätzlich kann die Kanalstruktur sich im Wesentlichen radial erstreckende Kanalabschnitte aufweisen, die sich vorzugsweise in Richtung Wälzkörper und/oder entgegengesetzt dazu erstrecken und vorzugsweise als Sackkanäle ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung kann ein Schmiermittel effektiv in radialer Richtung in dem Kontaktbereich transportiert werden, da das Schmiermittel beispielsweise aufgrund der Zentrifugalkraft in die Sackkanäle eingebracht wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Kanalstruktur als durchgängige Aussparungsstruktur ausgebildet sein und so eine Verbindung zwischen einem Lagerkäfiginnenraum und einer Außenumgebung bereitstellen, so dass das Schmiermittel aus der Außenumgebung in das Lagerinnere eingebracht werden kann. Generell kann die Kanalstruktur jede beliebige Form aufweisen, sofern sie einen Schmiermitteltransport in den Kontaktbereich ermöglicht und eine Festigkeit bzw. Stabilität der Auskragung bzw. des Seitenelements nicht beeinträchtigt.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement über einen Kraft- und/oder Form- und/oder Stoffschluss mit dem ersten und dem zweiten Seitenelement verbunden. Das erste und/oder zweite Seitenelement kann dabei mindestens eine Ausnehmung aufweisen, die dazu ausgelegt ist, das Verbindungselement aufzunehmen. So kann das Verbindungselement mit dem ersten und/oder dem zweiten Seitelement zum Beispiel verschraubt, angelötet, angeschweißt oder angeklebt sein. Zur Verbindung des Verbindungselements mit einem jeweiligen Seitenelement können auch andere Verbindungsmöglichkeiten zum Einsatz kommen.
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Weiterhin ist das Verbindungselement vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist, wenn es sich bei dem Verbindungselement um einen Bolzen handelt, so dass der Lagerkäfig als Bolzenkäfig ausgebildet ist.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erste und/oder das zweite Seitenelement und/oder das Verbindungselement ein Sicherungselement auf. Dieses ist dazu ausgelegt, die Verbindung des Verbindungselements an dem ersten und/oder an dem zweiten Seitenelement zu sichern. Dabei kann es sich bei dem Sichtungselement beispielsweise um eine Mutter handeln, die auf ein mögliches Gewinde des Verbindungselements aufschraubbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Kleber appliziert sein, um die Verbindung zu sichern.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Lagerinnen- und/oder Lageraußenring mindestens eine Aussparung, beispielsweise ein Nut, auf, in die ein am ersten und/oder am zweiten Seitenelement, vorzugsweise im Bereich der Auskragung, angeordnetes Halteelement eingreift, so dass der Lagerkäfig an den Lagerinnen- und/oder den Lageraußenring angebunden ist. Dadurch kann ein selbsthaltender Lagerkäfig bereitgestellt werden, der unabhängig von der räumlichen Lage des Lagerinnen- und/oder des Lageraußenrings in das Wälzlager eingebaut werden kann, so dass eine einfachere Montage des Wälzlagers möglich ist. Bei dem Halteelement des Seitenelements kann es sich beispielsweise um einen Bolzen oder um eine Schraube handeln, die in mindestens einer Öffnung in dem ersten und/oder dem zweiten Seitenelement, insbesondere in der Auskragung, aufgenommen ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist mindestens ein Wälzkörper eine Durchgangsbohrung auf, in der das Verbindungselement aufgenommen ist, wobei vorteilhafter Weise die Durchgangsbohrung als eine zentrische Axialbohrung ausgebildet ist. Somit können die Wälzkörper mittels des Verbindungselements in dem Lagerkäfig angeordnet und geführt werden. Vorteilhafter Weise weisen das Verbindungselement und die Wälzkörperbohrung ein enges Spiel auf, wodurch ein Verkippen der Wälzkörper über ihre Drehachse vermieden werden kann. Dadurch kann eine gleichmäßige Lastverteilung und somit ein ruhiges Laufverhalten des Wälzlagers ermöglich werden.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Lagerkäfig aus mindestens zwei Käfigsegmenten zusammengesetzt. Dabei weist mindestens ein, vorzugsweise jedes Käfigsegment mindestens eines der oben beschriebenen Merkmale auf. Aufgrund der Segmentierung des Lagerkäfigs kann die Fertigung, aufgrund kleinerer Einzelelemente, und die Montage sowohl des Lagerkäfigs als auch des Wälzlagers vereinfacht werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Käfigsegmente mittels Stoff-, Kraft- und/oder Formschluss miteinander verbunden und/oder unverbunden. Sind die Käfigsegmente miteinander verbunden, können sie zum Beispiel größere Belastungen aufnehmen, da sie als eine feste Verbindung fungieren. Sind die Käfigsegmente dagegen unverbunden, sind sie unter anderem einfacher demontierbar und/oder auswechselbar.
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Aufgrund der einzelnen Käfigsegmente ergeben sich auch Vorteile für die bereits oben beschriebene Schmierung des Kontaktbereichs zwischen der Auskragung und der Seitenfläche des Lagerinnen- und/oder Lageraußenrings, da die Ausgestaltung einzelner Käfigsegmente einen einfacheren Schmiermitteleintrag in den Kontaktbereich ermöglicht. Vorteilhafter Weise weist die radiale Auskragung mindestens an einem umfänglichen Ende eine Schräge auf, die sich vorzugsweise von der dem Lagerinnen- und/oder Lageraußenring abgewandten Seite zumindest teilweise in Richtung der Auflagefläche, vorzugsweise bis zum Schmiermittelkanal, erstreckt. Aufgrund der Schräge kann das Schmiermittel in einfacher Weise in den Schmiermittelkanal eingebracht werden kann. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ auch an einer anderen Stelle der Auskragung und/oder des ersten bzw. des zweiten Seitenelements eine Schräge für einen Schmiermitteleintrag angeordnet sein.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Lagerkäfig oder ein Käfigsegment eines Wälzlagers mit einem der oben beschriebenen Merkmale. Dabei ist ein Lagersegment vorzugsweise als Ringelementabschnitt ausgebildet. Des Weiteren ist bevorzugt, wenn pro Käfigsegment nur wenige Verbindungselemente, beispielsweis 3 bis 4 Verbindungselemente, vorgesehen sind, um die Montage einfach zu halten.
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Weiterhin ist bevorzugt, wenn das erste und/oder das zweite Seitenelement und/oder das Verbindungselement aus einem niedrig legierten Stahl und/oder beispielsweise aus Stahlblech, hergestellt sind, der/das vorzugsweise zusätzlich manganphosphatiert sind. Dadurch lassen sich die Reibmomente des Lagerkäfigs verbessern. Bei Wälzlagern, die großen Schwingungen ausgesetzt sind, können das erste und/oder das zweite Seitenelement und/oder das Verbindungselement des Weiteren randschichtgehärtet, beispielsweise nitriergehärtet, sein, um eine Dauerschwingfestigkeit zu erhöhen.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren für eine Lagermontage des vorgestellten Wälzlagers, wobei zu Beginn der Montage das erste und/oder das zweite Seitenelement fest und/oder lose an dem Lagerinnen- und/oder Lageraußenring angebracht sind. Dabei weist das erste und/oder das zweite Seitenelement vorzugsweise mindestens eine Ausnehmung auf, in die das Verbindungelement eingesetzt wird, wobei das Verbindungselement zuerst in die Ausnehmung des ersten Seitenelements, anschließend in die zentrisch axiale Durchgangsbohrung des Wälzkörpers und danach in die Ausnehmung des zweiten Seitenelements eingebracht wird. Im Anschluss kann das Verbindungselement an dem ersten und/oder zweiten Seitenelement, zum Beispiel mittels eines Sicherungselements, in der Ausnehmung gesichert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, das erste und/oder das zweite Seitenelement ohne Ausnehmung auszubilden. Dabei wird das Verbindungselement vorzugsweise zuerst durch den Wälzkörper gesteckt und im Anschluss mit dem ersten und zweiten Seitenelement, beispielsweise mittels Schweißen, verbunden.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die Patentansprüche definiert. Es sei explizit angemerkt, dass alle Merkmale, die in Kombination dargestellt sind, selbstverständlich auch als eigenständige Merkmale interpretiert oder anders kombiniert werden können.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein erstes Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers;
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2: eine schematische Illustration eines Ausführungsbeispiels eines Elements des erfindungsgemäßen Wälzlagers; und
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3: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzlagers.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine zweireihige Wälzlageranordnung 1 in einer O-Anordnung mit einem ersten Wälzlager 2 und einem zweiten Wälzlager 4, die jeweils als Kegelrollenlager ausgebildet sind. Dabei handelt es sich bei jedem der in 1 gezeigten Wälzlager 2, 4 um Wälzlager im Sinne der vorliegenden Erfindung. Generell ist es natürlich auch möglich die beiden Wälzlager 2, 4 in einer X-Anordnung anzuordnen, und/oder nur eines der Wälzlager 2, 4 erfindungsgemäß auszubilden. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Wälzlager 2, 4 alleine oder in einer anderen mehrreihigen Lageranordnung zu verwenden.
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Wie in der 1 dargestellt, weisen die beiden Wälzlager 2, 4 jeweils einen Innenring 6, 8 und einen gemeinsamen einstückig ausgebildeten Außenring 10 auf. Selbstverständlich können die Innenringe 2, 4 auch einstückig und/oder den Außenring 10 mehrteilig ausgebildet sein. Die Innenringe 6, 8 und der Außenring 10 weisen weiterhin jeweils Laufflächen 12, 14, 16 auf, zwischen denen Wälzkörper 18, 20 angeordnet sind. Wie 1 weiterhin zeigt, sind die Wälzkörper 18, 20 jeweils in einem Lagerkäfig 22, 24 angeordnet, der dazu ausgelegt ist, die Wälzkörper 18, 20 voneinander zu beabstanden und zu führen, so dass es zu einer gleichmäßigen Lastverteilung in den Wälzlagern 2, 4 kommt. Dadurch kann eine zweireihige Lageranordnung 1 mit einem ruhigen Laufverhalten bereitgestellt werden.
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Im Folgenden wird der Einfachheit halber das Wälzlager 2 detailliert beschrieben, wobei dieses die gleichen Elemente wie das Wälzlager 4 aufweist.
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Wie 1 weiterhin zeigt, weist das Wälzlager 2 einen Lagerkäfig 22 auf, mit einem ersten und einem zweitem Seitenelement 26, 28, die mittels eines Verbindungselements 30 voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei weisen die Seitenelement 26, 28 Ausnehmungen 32, 34 auf, in die das Verbindungselement 30 aufgenommen ist. Das Verbindungselement 30 kann zylinderförmig, vorzugsweise als Bolzen, ausgebildet sein, so dass der Lagerkäfig 22 als Bolzenkäfig ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich mindestens eines der Seitenelemente 26; 28 ohne Ausnehmungen 32, 34 auszubilden und das Verbindungselement 30, beispielsweise mittels Schweißen, an dem mindestens einen Seitenelement 26; 28 zu befestigen. Das Verbindungselement 30 selbst ist wiederum in einer in dem Wälzkörper 18 ausgebildeten Durchgangsbohrung 36 aufgenommen, die als zentrische Axialbohrung ausgebildet ist.
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Das Verbindungselement 30 kann über Kraft- und/oder Form- und/oder Stoffschluss mit dem ersten und dem zweiten Seitenelement 26, 28 verbunden sein. So kann das Verbindungselement 30 beispielsweise mit den beiden Seitenelementen 26, 28 verschraubt, angelötet, verschweißt oder angeklebt sein. Generell sind alle aus dem Stand der Technik bekannte Verbindungstechniken zum Verbinden bzw. Anbinden des Verbindungselements 30 mit den Seitenelemente 26, 28 anwendbar.
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Wie 1 weiterhin zeigt, ist die Verbindung des Verbindungselements 30 an dem ersten und dem zweiten Seitenelement 26, 28 über ein Sicherungselement 38, 40, beispielsweise über eine selbstsichernde Mutter, gegen ein Herausfallen und/oder Lösen gesichert. Allgemein kann es sich bei dem Sicherungselement 38, 40 um jedes aus dem Stand der Technik bekannte Sicherungselement handeln. Dabei kann das Sicherungselement 38; 40 in Abhängigkeit von der Verbindungsart gewählt werden. Natürlich kann das Sicherungselement 38; 40 auch integral mit dem Verbindungselement 30 und/oder mit mindestens einem Seitenelement 26, 28 ausgebildet sein.
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Wie in 1 weiterhin dargestellt, weisen das erste und/oder das zweite Seitenelement 26, 28 erfindungsgemäß eine radiale Auskragung 42, 44 auf, die den Innenring 6 teilweise überdeckt. Dadurch sind der Lagerkäfig 22 und damit die Wälzkörper 18 am Innenring 6 abgestützt und geführt. Durch die erfindungsgemäße Auskragung 42, 44 kann auf die bei Kegelrollenlagern notwendigen Bordstrukturen mit Halte- und/oder Führungsbord verzichtet werden, wodurch eine bordlose Lauffläche 12 des Innenrings 6 ausgebildet werden kann. Diese bordlose Lauffläche 12 wiederum kann problemlos mit Hilfe des Induktionshärtens gehärtet werden, da so ein Induktor über die gesamte Lauffläche hinweg einsetzbar ist. Somit können die mit dem Induktionshärten verbundenen Vorteile auch für Lagerinnen- und/oder Lageraußenringe von Kegelrollenlagern genutzt werden. Dabei ist für einen Fachmann selbsterklärend, dass der erfindungsgemäße Lagerkäfig 22 unabhängig von der Bordstruktur auch für einen anderen Wälzlagertyp einsetzbar ist.
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Wie in der 1 weiter gezeigt, weist die Auskragung 42, 44 eine dem Lagerinnenring 6 zugewandte Auflagefläche 46, 48 und der Lagerinnenring 6 eine der Auskragung 42, 44 zugewandte Seitenfläche 50, 52 auf.
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Weiterhin kann die Auskragung 42, 44 leicht konvex gekrümmt ausgebildet sein, wie in den 2a und 2b gezeigt. Dabei ist die Auskragung 42, 44 vorzugsweise bzgl. eines Lagerinnenraums 56 (gezeigt in 1) konvex ausgebildet. Alternativ kann die Auskragung 42, 44 auch konkav ausgebildet sein. Es ist auch möglich lediglich die Auflagefläche 46; 48 gekrümmt auszubilden. Um eine besonders enge Schmiegung zwischen der Auskragung 42, 44 und dem Lagerinnenring 6 zu ermöglichen, ist vorzugsweise die Seitenfläche 50, 52 des Lagerinnenrings 6 entgegengesetzt zur Auskragung 42, 44 gekrümmt ausgebildet (nicht gezeigt). Dadurch kann der Lagerkäfig 22 effizient am Lagerinnenring 6 gehalten und geführt werden.
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Wie 2b zeigt, kann die Auskragung 42, 44, insbesondere die Auflagefläche 46; 48, eine Kanalstruktur 54 aufweisen, beispielsweise um ein Schmiermittel aufzunehmen und in einen Lagerinnenraum 56 bzw. in einen Kontaktbereich 58, 60 (siehe 1) zwischen der Auskragung 42, 44 und dem Lagerinnenring 6 zu transportieren. Alternativ oder zusätzlich kann über die Kanalstruktur 54 ein Schmiermittel auch in einen Kontaktbereich (nicht gezeigt) zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Seitenelement 26; 28 und den Wälzkörpern 18 eingebracht und transportiert werden. Somit kann mit Hilfe der Kanalstruktur 54 ein Schmiermittel über den gesamten Kontaktbereich verteilt werden, wodurch ein vollständiger Schmierfilm bereitgestellt werden kann, so dass Lagerschäden aufgrund eines Schmierstoffmangels vermeidbar sind.
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2b zeigt weiterhin, dass sich die Kanalstruktur 54 umfänglich entlang der Auskragung 42; 44, insbesondere der Auflagefläche 46; 48 erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Kanalstruktur 54 umfänglich entlang des ersten und/oder zweiten Seitenelements 26; 28 erstrecken. Weiterhin kann die Kanalstruktur 54 sich im Wesentlichen radial ersteckende Kanalabschnitte aufweisen, die sich in Richtung Wälzkörper und/oder entgegengesetzt dazu und, wie in 2b dargestellt, als Sackkanäle 62 ausgebildet sein können. Dadurch kann ein Schmiermittel auch in radialer Richtung in dem Kontaktbereich transportiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Kanalstruktur 54, wie 2b weiter zeigt, als durchgängige Aussparungsstruktur 64 ausgebildet sein und so eine Verbindung zwischen dem Lagerkäfiginnenraum und einer Außenumgebung bereitstellen, so dass ein Schmiermittel aus der Außenumgebung in das Lagerinnere 56 einbringbar ist. Generell kann die Kanalstruktur 54 natürlich jede beliebige Form aufweisen, sofern sie einen Schmiermitteltransport in den Kontaktbereich ermöglicht und eine Festigkeit bzw. Stabilität der Auskragung 42; 44 bzw. des Seitenelements 26; 28 nicht beeinträchtigt.
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In 3 ist eine schematische Querschnittsansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzlagers 2 gezeigt. Dabei weist der Lagerinnenring 6 eine Aussparung 68, 70, beispielsweise in Form einer Nut, auf in die ein an der Auskragung 42, 44 angeordnetes Halteelement 72, 74 eingreift. Dadurch kann der Lagerkäfig 22 an den Lagerinnenring 6 angebunden werden, so dass ein selbsthaltender Lagerkäfig 22 bereitgestellt ist, der unabhängig von der räumlichen Lage des Lagerinnenrings 6 in das Wälzlager 2 eingebaut werden kann. Bei dem Halteelement 72; 74 kann es sich beispielsweise um einen Bolzen oder um eine Schraube handeln, die in mindestens einer Öffnung 76; 78 in der Auskragung 42, 44 aufgenommen ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch das erste und/oder zweite Seitenelement 26; 28 ein Halteelement aufweisen, das beispielsweise über eine Öffnung in dem ersten und/oder zweiten Seitenelement 26; 28 aufgenommen ist.
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Vorzugsweise ist der Lagerkäfig 22; 24 aus mindestens zwei Käfigsegmenten (nicht gezeigt) zusammengesetzt. Dabei weist vorzugsweise jedes Käfigsegment mindestens eines der oben beschriebenen Merkmale auf. Dabei sind die Käfigsegmente vorzugsweise mittels Stoff-, Kraft- und/oder Formschluss miteinander verbunden und/oder unverbunden. Sind die Käfigsegmente miteinander verbunden, können sie zum Beispiel größere Belastungen aufnehmen, da sie als eine feste Verbindung fungieren. Sind die Käfigsegmente dagegen unverbunden, sind sie unter anderem einfacher demontierbar und/oder auswechselbar.
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Aufgrund der einzelnen Käfigsegmente ergeben sich auch Vorteile für die bereits oben beschriebene Schmierung des Kontaktbereichs 58; 60 zwischen der Auskragung 42; 44 und der Seitenfläche 50; 52 des Lagerinnenrings 6, da die Ausgestaltung einzelner Käfigsegmente einen einfacheren Schmiermitteleintrag in den Kontaktbereich 50; 52 ermöglicht. Dabei kann die radiale Auskragung 42; 44, wie 2a und 2b zeigen, an mindestens einem umfänglichen Ende 80; 82 eine Schräge 84 aufweisen, die sich von der dem Lagerinnenring 6 abgewandten Seite 63 zumindest teilweise in Richtung der Auflagefläche 46; 48, vorzugsweise bis zum Schmiermittelkanal 54, erstreckt, so dass ein Schmiermittel in einfacher Weise in den Schmiermittelkanal 54 eingebracht werden kann. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ auch an einer anderen Stelle der Auskragung eine Schräge 84 für einen Schmiermitteleintrag angeordnet sein.
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Analog treffen die oben genannten Ausführungsbeispiele selbstverständlich auch für einen Lageraußenring 10 zu, da die Auskragung 42; 44 des ersten und/oder zweiten Seitenelements 26; 28 zumindest einen Teilbereich des Außenrings 10 zusätzlich oder alternativ überdecken kann.
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Zusammenfassend kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wälzlagers und dem zugehörigen Lagerkäfig bzw. Käfigsegment ein Wälzlager bereitgestellt werden, bei dem auf am Innenring und/oder Außenring angeordnete Halte- und/oder Führungsborde verzichtet werden kann, um einen Innen- und/oder Außenring bereitzustellen, der problemlos mit einem Induktionsverfahren gehärtet werden kann. Dadurch können die mit dem Induktionshärten verbundenen Vorteile auch für Wälzlager genutzt werden, die eine Bordstruktur zwingend vorgeben. Dazu weist der vorgestellte Lagerkäfig oder das Käfigsegment ein erstes und ein zweites Seitenelement auf, wobei mindestens ein Seitenelement eine radiale Auskragung aufweist, die den Innen- und/oder den Außenring zumindest teilweise überdeckt und somit dazu ausgelegt ist, den Lagerkäfig und damit die Wälzkörper abzustützen und im Betrieb zu führen. Die Segmentierung des Lagerkäfigs ermöglicht eine einfachere Fertigung und Montage. Als Lagerkäfig kommt beispielsweise ein Bolzenkäfig zum Einsatz. Bei dem vorgestellten Wälzlager handelt es sich vorzugsweise um ein Wälzlager für ein Großlager.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lageranordnung
- 2, 4
- Wälzlager
- 6, 8
- Lagerinnenring
- 10
- Lageraußenring
- 12, 14
- Lauffläche des Lagerinnenrings
- 16
- Lauffläche des Lageraußenrings
- 18, 20
- Wälzkörper
- 22, 24
- Lagerkäfig
- 26, 28
- Seitenelement
- 30
- Verbindungselement
- 32, 34
- Ausnehmung
- 36
- Durchgangsbohrung
- 38, 40
- Sicherungselement
- 42, 44
- Auskragung
- 46, 48
- Auflagefläche
- 50, 52
- Seitenfläche
- 54
- Kanalstruktur
- 56
- Lagerinnenraum
- 58, 60
- Kontaktbereich
- 62
- Sackkanäle
- 63
- Innenring abgewandte Seite
- 64
- durchgängige Aussparungsstruktur
- 68, 70
- Aussparung
- 72, 74
- Halteelement
- 76, 78
- Öffnung
- 80, 82
- Ende
- 84
- Schräge
