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Die Erfindung betrifft einen Käfig für Rollenlager mit zwei Käfigseitenscheiben und einer Vielzahl an Lagerbolzen, die die Käfigseitenscheiben miteinander verbinden, sowie ein Rollenlager mit einem solchen Käfig.
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Allgemein ist es üblich bei Käfigen mit Lagerbolzen, die Lagerbolzen an einem Ende mit einem Gewinde zu versehen, das in eine Käfigseitenscheibe eingeschraubt wird. Das andere Ende des Lagerbolzens wird in der Regel an die zweite Käfigseitenscheibe angeschweißt. Die Schweißverbindung, die den Bolzen mit der Käfigseitenscheibe fixiert, kann aufgrund zu hoher Beanspruchungen reißen, wodurch sich der Lagerbolzen von der Käfigseitenscheibe löst und dadurch das Lager mit dem eingebauten Käfig ausfällt.
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In der
DE 10 2015 202 210 A1 ist ein Bolzenkäfig für ein Großwälzlager offenbart. Der Bolzenkäfig weist ein unsegmentiertes kreisförmiges Seitenteil und eine Mehrzahl von Bolzen auf, 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. An dem ersten axialen Ende der Bolzen ist jeweils ein integral daran ausgebildeter Flansch angeordnet, der dazu vorgesehen ist, die axiale Sicherung des Wälzkörpers in einer von dem nur einen Seitenteil des Bolzenkäfigs wegweisenden Richtung zu gewährleisten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes langlebiges Rollenlager aufzuzeigen, dessen Gewicht im Vergleich zum Stand der Technik reduziert ist und rationeller herstellbar ist.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der im Anspruch 1 angegebene Käfig und in Anspruch 3 ein Rollenlager mit einem solchen Käfig vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
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Der erfindungsgemäße Käfig für ein Rollenlager weist zwei Käfigseitenscheiben und eine Vielzahl an Lagerbolzen, insbesondere mindestens drei Lagerbolzen, die die beiden Käfigseitenscheiben miteinander verbinden, auf. Der erfindungsgemäße Käfig zeichnet sich dadurch aus, dass beide Käfigseitenscheiben aus Kunststoff hergestellt sind und durchgehende Bohrungen aufweisen, in denen die Lagerbolzen mittels jeweils eines Ringelements fixiert sind. Die Bohrungen sind derart ausgeführt, dass zwischen Lagerbolzen und Käfigscheiben anhand der Ringelemente jeweils eine formschlüssige Verbindung entsteht. Des Weiteren sind die Lagerbolzen aus Metall hergestellt.
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Die Lagerbolzen weisen vorzugsweise über den größten Teil der Länge einen einheitlichen Durchmesser auf. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Lagerbolzen an beiden Enden eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut aufweisen, in der jeweils ein Ringelement angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Ringelemente als Sprengringe ausgebildet. Das bedeutet, dass die Ringelemente nicht geschlossen sind, sondern einen Spalt aufweisen. Vorzugsweise sind die Ringelemente aus Federstahldraht hergestellt.
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Ferner sind vorzugsweise die Bohrungen der Käfigseitenscheiben derart ausgebildet, dass der Durchmesser der Bohrung an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten der Käfigseitenscheiben kleiner ist als der in der Mitte der Bohrung ausgebildete Durchmesser und der Durchmesser der Bohrung auf den voneinander abgewandten Stirnseiten der Käfigseitenscheiben kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten der Käfigseitenscheiben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind alle Bohrungen in beiden Käfigseitenscheiben identisch ausgebildet. Des Weiteren ist vorzugsweise die Anzahl der durchgehenden Bohrungen an beiden Käfigseitenscheiben identisch. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Bohrungen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind, so dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Bohrungen in Umfangsrichtung gleich groß ausgebildet sind. Vorteilhaft ist es, wenn die Käfigseitenscheiben identisch ausgebildet sind.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Rollenlager mit einem Lagerinnenring, einem Lageraußenring sowie einer Vielzahl dazwischen angeordneter Wälzkörper, die in einem oben beschriebenen Käfig geführt sind. Das bedeutet, dass in dem erfindungsgemäßen Rollenlager ein erfindungsgemäßer Käfig angeordnet ist, der die im Rollenlager befindlichen Wälzkörper führt. Dabei werden beispielsweise mindestens drei Wälzkörper von den Lagerbolzen des Käfigs geführt. Vorzugsweise ist jeder Wälzkörper des Rollenlagers von einem Lagerbolzen des Käfigs geführt. Das bedeutet, dass jeder Wälzkörper eine sich in Längsrichtung erstreckende durchgehende Bohrung aufweist, in der ein Lagerbolzen des Käfigs angeordnet ist.
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Der erfindungsgemäße Käfig wird vorzugsweise anhand folgender Schritte montiert: Zuerst wird in jede Bohrung der beiden Käfigseitenscheiben ein Ringelement eingelegt. Anschließend wird in jede Bohrung der ersten Käfigseitenscheibe ein Lagerbolzen eingebracht. Auf diese Lagerbolzen werden oder sind bereits Wälzkörper aufgeschoben. Im Anschluss daran werden die Lagerbolzen in die Bohrungen der anderen Käfigseitenscheibe eingebracht.
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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:
- 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigs in perspektivischer Ansicht,
- 2 ein Ausschnitt des Käfigs aus 1,
- 3 eine Käfigseitenscheibe des Käfigs in Seitenansicht,
- 4 ein Ausschnitt der Käfigseitenscheibe aus 3,
- 5 eine Schnittansicht einer Käfigseitenscheibe durch eine Bohrung,
- 6 eine beispielhafte Ausführungsform eines Ringelements in perspektivischer Ansicht,
- 7 eine beispielhafte Ausführungsform eines Lagerbolzens in Draufsicht,
- 8 ein Ausschnitt eines Käfigs gemäß 1 in Schnittansicht,
- 9 eine Ausführungsform eines beispielhaften Rollenlagers in perspektivischer Ansicht,
- 10 ein Ausschnitt des Rollenlagers aus 9 in Schnittansicht.
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In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In den 1, 2 und 8 ist ein zusammengebauter erfindungsgemäßer Käfig 1 für Rollenlager in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Der Käfig 1 weist zwei Käfigseitenscheiben 2 sowie eine Vielzahl an Lagerbolzen 3 auf, die die beiden Käfigseitenscheiben 2 miteinander verbinden.
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In den 3 bis 5 ist eine Käfigseitenscheibe 2 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Die Käfigseitenscheibe 2 weist eine Vielzahl an durchgehenden Bohrungen 4 auf. Die Anzahl sowie die Anordnung der Bohrungen 4 an beiden Käfigseitenscheiben 2 sind gleich. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind jeweils 24 durchgehende Bohrungen 4 gleichmäßig in Umfangsrichtung an den Käfigseitenscheiben 2 ausgebildet. Die Bohrungen 4 erstrecken sich als Durchgangsbohrungen hierfür von einer Stirnseite 5 zur anderen Stirnseite 6 der Käfigseitenscheibe 2.
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Die Lagerbolzen 3 ragen gemäß 1 von einer Bohrung 4 der ersten Käfigseitenscheibe 2 zu einer Bohrung 4 der zweiten Käfigseitenscheibe 2. In den Bohrungen 4 sind die Lagerbolzen 3 anhand von Ringelementen 7 fixiert. Die Ringelemente 5 sind dabei als Sprengringe gemäß 6 ausgebildet. Das heißt, dass jedes Ringelement 7 einen Spalt 8 aufweist, so dass durch Krafteinwirkung auf das Ringelement 7 der Innendurchmesser des Ringelements 7 verkleinert oder vergrößert werden kann. Sobald keine Kraft mehr auf das Ringelement 7 einwirkt, springt dieser zurück in seine Ausgangsform. Die Ringelemente 7 wurden anhand von Biegen von Federstahldraht zu einem Ring geformt.
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In der 5 ist eine Schnittansicht einer Bohrung 4 einer Käfigseitenscheibe 2 dargestellt. Die Bohrung 4 weist vier Abschnitte I, II, III, IV auf. Der erste Abschnitt I, der sich von einer Stirnseite 5 der Käfigseitenscheibe 2 erstreckt, bildet eine Fase, so dass keine scharfe Kante an der Stirnseite 5, an der der Lagerbolzen 3 eingeführt wird, vorhanden ist. Der zweite Abschnitt II, der an den ersten Abschnitt I anschließt, weist eine kegelstumpfförmige Kontur auf. Der kegelstumpfförmige Abschnitt II weist einen kleineren Durchmesser am angrenzenden ersten Abschnitt I und einen größeren Durchmesser an dem angrenzenden dritten Abschnitt III auf. Der Durchmesser des dritten Abschnitts III ist gleichbleibend, so dass dieser Abschnitt III eine zylindrische Kontur aufweist. Der an den dritten Abschnitt III anschließende vierte Abschnitt IV, der sich bis zur anderen Stirnseite 6 der Käfigseitenscheibe 2 erstreckt, weist ebenfalls eine zylindrische Kontur auf, wobei der Durchmesser des vierten Abschnitts IV den kleinsten Durchmesser D der Bohrung 4 darstellt. Aufgrund des Durchmesserunterschieds zwischen dem dritten III und dem vierten Abschnitt IV ergibt sich eine Anschlagfläche 6.
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In jede Bohrung 4 wird gemäß den 3 und 4 ein Ringelement 7 von der jeweils ersten Stirnseite 5 der Käfigseitenscheiben 2, das heißt vom ersten Abschnitt I der Bohrung 4 aus, bis zur Anschlagfläche 6 zwischen dem dritten III und vierten IV Abschnitt der Bohrung 4 eingeschoben. Die jeweils erste Stirnseite 5 der beiden Käfigseitenscheiben 2 stellen die sich gegenüberliegenden Stirnseiten dar. Die voneinander abgewandten Stirnseiten 6 der beiden Käfigseitenscheiben 2 werden hingegen als zweite Stirnseite bezeichnet. Demnach stellen die beiden Käfigseitenscheiben 2 jeweils ein Spiegelbild der anderen Käfigseitenscheibe 2 dar, wie in der 10 ersichtlich. Anschließend werden in die Bohrungen 4 der Käfigseitenscheiben 2 Lagerbolzen 3 eingeschoben.
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Die Lagerbolzen 3 weisen gemäß 7 einen gleichbleibenden Durchmesser auf. Alle Durchmesser der Bohrung 4 sind größer als der Durchmesser des Lagerbolzens 3. Die Stirnseiten des Lagerbolzens 3 sind angefast. Des Weiteren weist jeder Lagerbolzen 3 an seinen beiden Enden 9 jeweils eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut 10 auf. Die Lagerbolzen 3 werden gemäß 8 soweit in die Bohrungen 4 der ersten Käfigseitenscheibe 2 geschoben, bis die Ringelemente 7 in den Nuten 10 der Lagerbolzen 3 einrasten. Anschließend werden die bereits an der ersten Käfigseitenscheibe 2 befestigten Lagerbolzen 3 in die Bohrungen 4 der zweiten Käfigseitenscheibe 2 bis zum Einrasten der Ringelemente 7 in den Nuten 10 am andern Ende der Lagerbolzen 3 geschoben.
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In der 9 und 10 ist ein Rollenlager 11 mit dem oben beschriebenen Käfig 1 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Das Rollenlager 11 weist hier nicht dargestellte Lagerringe sowie zwischen den Lagerringen angeordnete Wälzkörper 12 auf, die in dem Käfig 1 geführt sind. Das Rollenlager 11 ist hier als Zylinderrollenlager ausgebildet, bei dem alle Wälzkörper 12 auf jeweils einem Lagerbolzen 3 angeordnet sind. Die Wälzkörper 12 weisen hierfür mittig längsdurchgehende Bohrungen 13 auf, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Lagerbolzen 3, so dass die Wälzkörper 12 relativ zu den Lagerbolzen drehbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Käfig
- 2
- Käfigseitenscheibe
- 3
- Lagerbolzen
- 4
- Bohrung der Käfigseitenscheibe
- 5
- erste Stirnseite der Käfigseitenscheibe
- 6
- zweite Stirnseite der Käfigseitenscheibe
- 7
- Ringelement
- 8
- Spalt
- 9
- Ende des Lagerbolzens
- 10
- Nut
- 11
- Rollenlager
- 12
- Wälzkörper
- 13
- Bohrung des Wälzkörpers
- I
- erster Abschnitt der Bohrung der Käfigseitenscheibe
- II
- zweiter Abschnitt der Bohrung der Käfigseitenscheibe
- III
- dritter Abschnitt der Bohrung der Käfigseitenscheibe
- IV
- vierter Abschnitt der Bohrung der Käfigseitenscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015202210 A1 [0003]
