-
Die Erfindung betrifft einen Zylinderrollenkranz für ein Zylinderrollenlager, aufweisend einen Käfig mit zwei axial beabstandeten, mittels Abstandsbolzen fest miteinander verbundenen Käfigringen, wobei an den einander zugewandten Innenflächen der Käfigringe axial ausgerichtete Zapfen angeordnet oder ausgebildet sind, die in an den Stirnseiten von zugeordneten Zylinderrollen ausgebildete, zur jeweiligen Rollenlängsachse konzentrische kreisförmige Ausnehmungen eingreifen.
-
Der Käfig als wichtiges Funktionsbauteil eines Wälzlagers hat insbesondere die Aufgabe, die Wälzkörper voneinander getrennt zu halten, um einen gegenseitigen Reibkontakt auszuschließen. Außerdem werden durch den Käfig die Wälzkörper in einem gleichen Abstand zueinander gehalten, um eine gleichmäßige Lastverteilung im Wälzlager sicherzustellen. Zudem hat der Käfig die Aufgabe, die Wälzkörper in der unbelasteten Lagerzone des Wälzlagers zu führen, und gegebenenfalls ein Herausfallen von in den Käfig eingefüllten Wälzkörpern bei zerlegbaren Lagern zu verhindern und so eine Lagermontage beziehungsweise Lagerdemontage zu erleichtern. Dabei soll der Käfig stabil genug sein, um über die vorgesehene Gebrauchsdauer des Lagers funktionstüchtig zu bleiben, jedoch möglichst wenig Raum einnehmen, um die Anzahl der möglichen Wälzkörper nicht einzuschränken.
-
Neben den wirtschaftlich günstigen Standardkäfigen, wie beispielsweise gestanzte beziehungsweise gepresste Blechkäfige, oder Massivkäfigen aus unterschiedlichen Materialien (Metall, Hartgewebe) und in unterschiedlichen Ausgestaltungen, wie zum Beispiel Fensterkäfige oder Kammkäfige, sind auch schon für besondere Betriebsbedingungen optimierte Sonderformen von Käfigen entwickelt worden.
-
So zeigt die
WO 2008/040295 A1 einen Käfig für ein Zylinderrollenlager, bei dem die beiden Käfigringe über jeweils zwischen zwei Zylinderrollen angeordnete Abstandsbolzen fest miteinander verbunden sind. Die Abstandsbolzen dienen hier nicht der Führung der Zylinderrollen in Umfangsrichtung sowie radial nach außen. Zur Führung werden vielmehr auf die im Durchmesser reduzierten Endabschnitte der Abstandsbolzen gesonderte Abstandshalter aufgesetzt. Damit ist der Aufwand an zu bevorratenden und bei der Montage eines Lagers zu handhabenden Einzelteilen sehr hoch. Um den Käfig selbst zu führen, sind darüber hinaus mehrere über den Umfang verteilt auf fest mit den Käfigringen verbundenen Achsbolzen drehbar gelagerte Stützrollen vorgesehen, die sich auf den Laufbahnen abstützen, welches den Fertigungs- und Montageaufwand weiter erhöht. Die Zylinderrollen des Zylinderrollenlagers liegen lose in den zugeordneten Käfigtaschen. Demnach sind die Zylinderrollenlager im dargestellten Beispiel radial nur nach außen abgestützt, so dass sie bei einer Demontage des Lagers aus den Taschen des Käfigs herausfallen. Das bedeutet, dass der Käfig und die Zylinderrollen keinen selbsthaltenden Rollenkranz bilden können.
-
Aus der
DE 26 08 308 A1 ist ein Rollenkranz der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art bekannt, bei dem ebenfalls die zwischen den beiden Käfigringen angeordneten Abstandsbolzen nicht zur Führung der Rollen dienen, sondern nur die Aufgabe haben, die Käfigringe zu einem stabilen Käfig zu verbinden. Zur Führung der Rollen sind an den einander zugewandten axialen Innenflächen der Käfigringe gesonderte Zapfen vorgesehen, die in an den Stirnseiten der Rollen ausgebildete Aussparungen eingreifen. Die Zapfen greifen mit geringem Spiel in diese Aussparungen ein, so dass die Rollen durch die Zapfen in axialer und radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung im Käfig festgelegt sind. Ein derartiger Rollenkranz eignet sich deshalb nicht ohne weiteres zur Verwendung in Lagern, bei denen die Lauffläche eines Lagerringes durch zwei Borde begrenzt ist (zum Beispiel Lager vom NU-Typ oder NJ-Typ), es sei denn der Rollenkranz selbst ist zerlegbar oder wenigstens einer der Borde ist als gesondertes Bauteil demontierbar. Das bedeutet jedoch einen erheblichen Montageaufwand und für den Fall beispielsweise notwendiger regelmäßiger Inspektionen des Wälzlagers, insbesondere von dessen Laufflächen, einen erheblichen Aufwand für die Demontage und erneute Montage des Rollenkranzes, zusätzlich bedingt durch die große Zahl an Einzelteilen, aus denen sich der Rollenkranz zusammensetzt.
-
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderrollenkranz der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art so zu verbessern, dass dieser bei erheblich vereinfachtem Aufbau auch ohne die Notwendigkeit, den Rollenkranz zu zerlegen, bei Lagern vom NU-Typ, NJ-Typ oder dergleichen verwendbar ist, so dass auch regelmäßige Inspektionen des Lagers mit geringem Aufwand möglich sind.
-
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Zylinderrollenkranz erreicht, welcher die Merkmale des Hauptanspruchs aufweist, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den abhängigen Ansprüchen entnehmbar sind.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Abstützung der Rollen in Umfangsrichtung und radial nach außen (gegen die Zentrifugalkraft) von den Abstandsbolzen übernommen werden kann, so dass den erwähnten axialen Zapfen und Ausnehmungen nur noch die Aufgabe zukommt, die Rollen im Käfig mit genügend Bewegungsfreiheit zu halten, um einen sogenannten „drop-down-Effekt“ zu ermöglichen. Unter dem drop-down-Effekt wird die Möglichkeit erstanden, die Rollen im Käfig radial so weit zu bewegen, dass sie beispielsweise außer Eingriff mit den eine Laufbahn eines Lagerringes beiderseits begrenzenden Borden kommen, so dass der Rollenkranz ohne weiteres von diesem Lagerring getrennt und aus dem Wälzlager entnommen werden kann.
-
Demnach geht die Erfindung aus von einem Zylinderrollenkranz für ein Zylinderrollenlager, aufweisend einen Käfig mit zwei axial beabstandeten, mittels Abstandsbolzen fest miteinander verbundenen Käfigringen, wobei an den einander zugewandten Innenflächen der Käfigringe axial ausgerichtete Zapfen angeordnet oder ausgebildet sind, die in an den Stirnseiten von zugeordneten Zylinderrollen ausgebildete, zur jeweiligen Rollenlängsachse konzentrische kreisförmige Ausnehmungen eingreifen.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass bei Käfigringen, die an Borden axial geführt werden, welche die Lauffläche eines radial äußeren Lagerringes beziehungsweise eines radial inneren Lagerringes begrenzen, die Abstandsbolzen des Käfigs radial außerhalb beziehungsweise radial innerhalb des Teilkreises der Zylinderrollen derartig angeordnet sind, dass diese an Mantellinien der Zylinderrollen anliegen, und dass die Durchmesser der kreisförmigen Ausnehmungen sowie der zugeordneten Zapfen derartig bemessen sind, dass die Zylinderrollen sich in Bezug zu den zugeordneten Zapfen mindestens jeweils radial soweit bewegen können, dass sie nicht über den Außenumfang von an zweifachen Borden eines äußeren Lagerringes geführten Käfigringen beziehungsweise nicht über den Innenumfang von an zweifachen Borden eines inneren Lagerringes geführten Käfigringen überstehen.
-
Mit dem Begriff „zweifache Borde“ werden vorliegend radial äußere und radial innere Lagerringe beschrieben, deren Laufbahnen beiderseits von Borden begrenzt sind. Die Erfindung betrifft demnach Zylinderrollenkränze, die am äußeren oder inneren Lagerring dieses Zylinderrollenlagertyps geführt sind.
-
Mit dem Begriff „Teilkreis der Zylinderrollen“ ist derjenige gedachte Kreis bezeichnet, auf dem sich die Längsachsen beziehungsweise Drehachsen der Zylinderrollen bei einer Drehung des Zylinderrollenlagers bewegen.
-
Eine Anordnung der Abstandsbolzen radial außerhalb beziehungsweise radial innerhalb des Teilkreisdurchmessers ermöglicht es, die Zylinderrollen mit geringstmöglichem Abstand in Umfangsrichtung anzuordnen und damit eine größtmögliche Anzahl von Rollen im Lager vorzusehen.
-
Eine Anordnung der Abstandsbolzen radial außerhalb des Teilkreises bei am äußeren Lagerring geführtem Käfig ermöglicht den Zylinderrollen eine „drop down“-Bewegung radial nach innen und damit ein Freiwerden von den Borden des Außenrings.
-
Eine Anordnung der Abstandsbolzen radial innerhalb des Teilkreises bei am inneren Lagerring geführtem Käfig ermöglicht den Zylinderrollen dementsprechend eine Bewegung radial nach außen und damit ein Freiwerden von den Borden des Innenrings.
-
Die genannte radiale Bewegung der Zylinderrollen wird jeweils durch die beschriebene Ausgestaltung der Zapfen und Ausnehmungen ermöglicht, welche die erforderliche Bewegungsfreiheit der Rollen gewährleisten, ohne dass diese aus dem Käfig fallen können, wie anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wird.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass jeweils ein Abstandsbolzen zwischen zwei unmittelbar benachbarten Zylinderrollen angeordnet ist, wodurch der jeweilige Abstandsbolzen eine seitliche Begrenzung zweier benachbarter Wälzkörpertaschen bildet.
-
Gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Abstandsbolzen als Stahlbolzen mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind. Auf diese Weise haben die Zylinderrollen einerseits und die Abstandsbolzen andererseits jeweils eine widerstandsarme Linienberührung bei gleichzeitig reibungsarmer Materialpaarung.
-
Die in die Ausnehmungen an den Stirnseiten der Zylinderrollen eingreifenden Zapfen sind erfindungsgemäß so ausgebildet, dass sie am Boden der zugeordneten Ausnehmung lose anliegen, so dass insoweit in diesem Bereich nur geringe Reibungskräfte auftreten.
-
Um Reibungskräfte in diesem Bereich weiter zu minimieren, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Zapfen so ausgebildet, dass sie am Boden der zugeordneten Ausnehmung im Wesentlichen punktförmig im Bereich der Rollenlängsachse anliegen. Dieser Effekt wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Zapfen im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet sind.
-
Ein Zusammenbau eines Rollenkranzes gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum einen in der Weise durchgeführt werden, dass die Abstandsbolzen an einem der Käfigringe montiert werden, dass danach die Zylinderrollen in ihre vorgesehenen Positionen eingelegt werden und dass in einem weiteren Arbeitsschritt der zweite Käfigring an die so gebildete Einheit angesetzt und mit den Abstandsbolzen verbunden wird.
-
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Zapfen einerseits und die Ausnehmungen andererseits so gestaltet und bemessen, dass bei fertig montiertem Käfig die Zylinderrollen radial über die zugeordneten Zapfen bis zum Einrasten derselben in die beziehungsweise Ausrasten aus den Ausnehmungen verschiebbar sind. Das bedeutet, dass die Käfigringe beziehungsweise deren Zapfen eine gewisse Elastizität aufweisen müssen, welche ein Einrasten beziehungsweise Ausrasten der Zylinderrollen ermöglicht, wie anhand eines Ausführungsbeispiels noch dargelegt wird.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
- 1 einen Teil-Querschnitt durch ein Zylinderrollenlager mit einem am äußeren Lagerring geführten Käfig beziehungsweise Zylinderrollenkranz,
- 2 eine axiale Teil-Draufsicht auf das Zylinderrollenlager gemäß 1,
- 3 eine Ansicht etwa gemäß 1, wobei der bordlose innere Lagerring entfernt ist und die Zylinderrolle eine „drop-down“-Stellung einnimmt,
- 4 eine Ansicht etwa gemäß 3, wobei der Zylinderrollenkranz aus dem äußeren Lagerring entfernt wird, und
- 5 eine Ansicht etwa gemäß 3, wobei der Käfig im äußeren Lagerring eingesetzt ist und eine Zylinderrolle zwischen die Käfigringe eingerastet wird.
-
Das in 1 dargestellte Zylinderrollenlager 2 weist einen äußeren Lagerring 4, einen inneren Lagerring 6 und einen zwischen diesen angeordneten Zylinderrollenkranz 8 auf. Der äußere Lagerring 4 hat zwei seine Lauffläche 5 begrenzende Borde 10, 12, während der innere Lagerring 6 zwar eine Lauffläche 7 aufweist, an diesem jedoch keine Borde ausgebildet sind.
-
Der Zylinderrollenkranz 8 besteht aus zwei zueinander beabstandeten Käfigringen 14, 16, die durch regelmäßig über den Umfang der Käfigringe 14, 16 verteilt angeordnete Abstandsbolzen 18 fest miteinander verbunden sind. Die mittels der Abstandsbolzen 18 zu einem starren Bauteil miteinander verbundenen Käfigringe 14, 16 bilden den eigentlichen Käfig, wobei die Käfigringe 14, 16 eine axiale Begrenzung von Wälzkörpertaschen und die Abstandsbolzen 18 deren Begrenzung in Umfangsrichtung bilden. In den Käfigtaschen sind Zylinderrollen 20 angeordnet.
-
Wie 1 erkennen zeigt, sind in den beiden Stirnseiten der Zylinderrollen 20 flache, kreisförmige Ausnehmungen 22, 24 ausgebildet, in die an den einander zugewandten axialen Innenflächen der Käfigringe 14, 16 ausgebildete Zapfen 26, 28 eingreifen. Wie 1 weiter erkennen lässt, liegen die Zapfen 26, 28 im Bereich der Zylinderrollenlängsachse 21 lose am Boden der Ausnehmungen 22, 24 an.
-
2 zeigt eine Ansicht des Zylinderrollenlagers 2 in Richtung des Pfeiles 30 gemäß 1. Erkennbar sind dabei der äußere Lagerring 4 mit seinem Bord 10 und seiner angedeuteten Laufbahn 5, der innere Lagerring 6 mit seiner Laufbahn 7, der dem Betrachter nahe Käfigring 14 und mehrere Zylinderrollen 20. Man sieht, dass die Abstandsbolzen 18 des Käfigs radial außerhalb des Teilkreises 32 der Zylinderrollen 20 angeordnet sind, so dass die Zylinderrollen 20 in Umfangsrichtung sehr nahe beieinander angeordnet sind.
-
Man erkennt auch, dass der Durchmesser der kreisförmigen Ausnehmungen 22 und der Zapfen 26 so bemessen ist, dass die Zylinderrollen 20 sich etwa um den Betrag des halben Durchmessers der Ausnehmungen 22 radial nach innen bewegen können, wenn der innere Lagerring 6 entfernt ist („drop down“).
-
Die 3 und 4 zeigen zwei Stufen der Demontage eines Zylinderrollenlagers 2. In 3 ist der innere Lagerring 6 entfernt und die Zylinderrolle 20 ist radial nach innen so weit verschoben, dass die Zapfen 26, 28 am radial oberen Rand der zugeordneten Ausnehmungen 22, 24 anliegen und die Zylinderrollen 20 in dieser Position halten. Die Zylinderrollen 20 ragen über den radial äußeren Umfang der an den Borden 10, 12 geführten Käfigringe 14, 16 nicht mehr hinaus, so dass der Zylinderrollenkranz 8 als Ganzes in axialer Richtung aus dem äußeren Lagerring 4 herausgezogen werden kann, welches in 4 durch einen großen Pfeil angedeutet ist.
-
Die Montage eines Zylinderrollenlagers der beschriebenen Art erfolgt beispielsweise in umgekehrter Reihenfolge. Demnach wird der Rollenkranz 8 entgegen der in der 4 dargestellten Pfeilrichtung in den äußeren Lagerring 4 axial eingeschoben, worauf die Zylinderrollen 20 entgegen der in 3 dargestellten Pfeilrichtung zur Anlage an der Lauffläche 5 des Außenrings 4 bewegt werden können. Abschließend wird der bordlose Innenring 6 in den Außenring 4 eingesetzt werden.
-
5 zeigt eine Möglichkeit, ein Zylinderrollenlager 2 mit dem erfindungsgemäßen Zylinderrollenkranz 8 zu montieren. Dazu wird zunächst der Käfig mit den Käfigringen 14, 16 und den Abstandsbolzen 18 zusammengesetzt und anschließend in den äußeren Lagerring 4 eingesetzt, wobei sich die Käfigringe 14, 16 an die Borde 10, 12 des Außenringes 4 radial anlegen. Sodann werden die Zylinderrollen 20 von radial innen nach außen in die zugeordneten, durch die Abstandsbolzen 18 in Umfangsrichtung begrenzten Wälzlagertaschen eingeführt, indem sie über die elastisch ausweichenden Zapfen 26, 28 der Käfigringe 14, 16 geschoben werden, bis diese in die Ausnehmungen 22, 24 der Zylinderrollen 20 einrasten. Nachdem die Zylinderrollen 20 radial so weit nach außen geschoben worden sind, dass sie an der Lauffläche 5 des Außenringes 4 anliegen, kann ein Innenring 6 in den Außenring 4 eingesetzt und das Zylinderrollenlager komplettiert werden.
-
Die Erfindung wurde vorliegend am Beispiel eines am äußeren Lagerring 4 geführten Käfigs erläutert. Bei einem Zylinderrollenlager mit einem am inneren Lagerring 6 geführtem Käfig sind sinngemäß die Abstandsbolzen 18 radial innerhalb des Teilkreises 32 der Zylinderrollen 20 angeordnet, so dass diese zum Zwecke der Demontage des Zylinderrollenlagers nach Entfernen des äußeren Lagerringes 4 radial nach außen bewegt werden können, bis sie nicht mehr über den Innenrand der Käfigringe überstehen, so dass der Rollenkranz aus dem Innenring 6 herausgezogen werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Zylinderrollenlager
- 4
- Äußerer Lagerring
- 5
- Laufbahn am äußeren Lagerring
- 6
- Innerer Lagerring
- 7
- Laufbahn am inneren Lagerring
- 8
- Zylinderrollenkranz
- 21
- Rollenlängsachse
- 10
- Erster Bord am Außenring
- 12
- Zweiter Bord am Außenring
- 14
- Erster Käfigring
- 16
- Zweiter Käfigring
- 18
- Abstandsbolzen
- 20
- Zylinderrollen
- 22
- Erste Ausnehmung
- 24
- Zweite Ausnehmung
- 26
- Erster Zapfen
- 28
- Zweiter Zapfen
- 30
- Pfeil
- 32
- Teilkreis
-
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
-
- WO 2008/040295 A1 [0004]
- DE 2608308 A1 [0005]
