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Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring drehbar in dem Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn und der Außenringlaufbahn wälzen, wobei die Wälzkörper als Kegelrollen ausgebildet sind und die Kegelrollendrehachsen aller Kegelrollen sich auf der Wälzlagerdrehachse des Wälzlagers schneiden, wobei der Käfig im Querschnitt einen radial verlaufenden Abschnitt und einen axial verlaufenden Abschnitt, wobei zwischen diesen ein von der Radial- und Axialebene abweichender Abschnitt ausgebildet ist, welcher die Käfigtaschen zur Aufnahme der Kegelrollen aufweist.
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Zur Montage von großen Wälzlagern werden in der Regel Gewindebohrungen im Innenring oder in der Käfigseitenscheibe eingebracht, um dann mit entsprechenden Montagewerkzeugen, die in diese Gewindebohrungen eingeschraubt werden, ein sicheres Anheben und Montage der Wälzlagerelemente zu erlauben. Bei Kegelrollenwälzlagern ist es hingegen aufgrund der Konstruktion der entsprechenden metallischen Käfige oftmals schwierig, Gewindebohrungen mit hinreichender Tragkraft im Käfig einzubringen.
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Daher ist es die Aufgabe der Erfindung eine Wälzlageranordnung bereitzustellen, die kostengünstig herstellbar und montagefreundlich ausgeführt ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring drehbar in dem Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn und der Außenringlaufbahn wälzen, wobei die Wälzkörper als Kegelrollen ausgebildet sind und die Kegelrollendrehachsen aller Kegelrollen sich auf der Wälzlagerdrehachse des Wälzlagers schneiden, wobei der Käfig im Querschnitt einen radial verlaufenden Abschnitt und einen axial verlaufenden Abschnitt, wobei zwischen diesen ein von der Radial- und Axialebene abweichender Abschnitt ausgebildet ist, welcher die Käfigtaschen zur Aufnahme der Kegelrollen aufweist, wobei der axial verlaufende Abschnitt wenigstens einen sich in radialer Richtung nach Innen erstreckenden Montageabschnitt mit wenigstens einem Gewinde aufweist, welches zum Koppeln und Anheben des Käfigs mit einem Montagewerkzeug dient.
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Hierdurch wird eine montagefreundliche Wälzlageranordnung bereitgestellt, die auch hinsichtlich ihrer Herstellungskosten optimiert ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Wälzlageranordnung kann insbesondere auf das Einbringen von Gewindebohrungen in den Innenring und/oder Außenring des Wälzlagers verzichtet werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.
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Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering. Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß ist das Wälzlager als ein ein- oder mehrreihiges Kegelrollenlager ausgebildet.
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Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wo-bei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet.
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Erfindungsgemäße rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen.
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Kegelrollen von Wälzlagern sind geometrisch als Kegelstumpf ausgebildet. Sie können insbesondere im Vergleich zu Lagerkugeln über eine größere Auflagefläche an den Laufbahnen des Wälzlagers verfügen. Durch die kegelstumpfförmige Ausbildung der Rollenwälzkörper können mit Kegelrollen ausgeführte Wälzlager, sogenannte Kegelrollenlager, hohe Kräfte sowohl in axialer als auch in radialer Richtung aufnehmen.
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Um ein schlupffreies Wälzlager auszugestalten, können sich die Rotationsachsen aller Kegelrollen in einem Punkt auf der Drehachse eines Kegelrollenlagers treffen.
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Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein. Bevorzugt ist der Käfig aus einem metallischen Material gebildet. Ferner bevorzugt ist es, dass der Käfig kein bordgeführter Käfig ist.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Montageabschnitt als eine Mehrzahl von Laschen ausgebildet ist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Laschen äquidistant über den Umfang des axial verlaufenden Abschnitts angeordnet sind.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass der Montageabschnitt oder die Montageabschnitte einstückig an dem axial verlaufenden Abschnitt des Käfigs angeformt ist/sind.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Wälzlageranordnung in einer Querschnittsansicht,
- 2 einen Käfig in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 3 eine erste Ausführungsform eines Käfig in einer Vorderansicht, und
- 4 eine zweite Ausführungsform eines Käfig in einer Vorderansicht.
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1 zeigt eine Wälzlageranordnung 1, umfassend ein als Kegelrollenwälzlager ausgeführtes Wälzlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 4, Wälzkörpern 5 und einem Käfig 6. Der Innenring 3 weist eine Innenringlaufbahn 7 und der Außenring 4 eine Außenringlaufbahn 8 auf. Die Wälzkörper 5 sind zwischen Innenring 3 und Außenring 4 drehbar in dem Käfig 6 voneinander beabstandet angeordnet, wobei die Wälzkörper 5 auf der Innenringlaufbahn 7 und der Außenringlaufbahn 8 wälzen. Die Wälzkörper 5 sind als Kegelrollen 9 ausgebildet und die Kegelrollendrehachsen 10 aller Kegelrollen 9 schneiden sich auf der Wälzlagerdrehachse 11 des Wälzlagers 2.
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Wie anhand von 2 gut ersichtlich ist, besitzt der Käfig 6 im Querschnitt einen radial verlaufenden Abschnitt 12 und einen axial verlaufenden Abschnitt 13. Zwischen diesen ist ein von der Radial- und Axialebene abweichender Abschnitt ausgebildet, welcher die Käfigtaschen 14 zur Aufnahme der Kegelrollen 9 aufweist. Der axial verlaufende Abschnitt 13 besitzt einen sich in radialer Richtung nach Innen erstreckenden Montageabschnitt 15 mit wenigstens einem Gewinde aufweist, welches zum Koppeln und Anheben des Käfigs 6 mit einem Montagewerkzeug dient. Dies wird insbesondere auch in der 3 und der 4 ersichtlich.
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3 zeigt, dass der Montageabschnitt 15 in einer ersten möglichen Ausgestaltung, als eine Mehrzahl von Laschen 16 ausgebildet ist. Die Laschen 16 sind äquidistant über den Umfang des axial verlaufenden Abschnitts 13 angeordnet und weisen jeweils eine Gewindebohrung 17 zur Aufnahme eines Montagewerkzeugs auf.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der der Montageabschnitt 15 als Ringscheibe ausgeführt ist, in der die entsprechenden Gewindebohrungen 17 zur Aufnahme eines Montagewerkzeugs vorgesehen sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlageranordnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Käfig
- 7
- Innenringlaufbahn
- 8
- Außenringlaufbahn
- 9
- Kegelrolle
- 10
- Kegelrollendrehachse
- 11
- Wälzlagerdrehachse
- 12
- radial verlaufender Abschnitt
- 13
- axial verlaufender Abschnitt
- 14
- Käfigtasche
- 15
- Montageabschnitt
- 16
- Lasche
- 17
- Gewindebohrung
