DE19824070A1 - Wälzlager - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um ein Wälzlager mit einem Innenring (10), einem Außenring (30), einem Satz von zwischen Innenring (10) und Außenring (30) laufenden Rollen (12) und einem die Rollen (12) auf Abstand haltenden Käfig (100). Der Käfig (100) weist zwei Käfigringe (101, 102) auf, zwischen denen Stege (104) verlaufen, die mit Vorsprüngen zur Halterung der Rollen (12) versehen sind. Der Innenring (10) weist Ringflansche (10b, 10c) auf, zwischen denen die Stirnseiten (12b) der Rollen (12) geführt sind. Die Stege (104) verjüngen sich zur Lagerachse (40a) hin. Die Vorsprünge sind durch an den Stegenden angeordnete Keilseitenflächenstücke (10a, 104b) gebildet. Der Außendurchmesser des einen Käfigrings (101) ist kleiner und der Innendurchmesser des anderen Käfigrings (102) ist größer als der Innendurchmesser des Außenrings (30) (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Wälzlager bzw. Käfige für solche Wälzlager sind beispielsweise aus der DT-C3-14 00 324, DE-A1-31 34 241, DE-C2-34 24 741, DE-A1-44 42 269, DE-A1-196 19 712, DE-A1-196 54 584, EP-B1-0 225 508 und EP-A1-0 392 146 bekannt.

Bei diesen bekannten Wälz- oder Rollenlagern haben die Stege der Käfige eine beträchtliche Breite, so daß nur eine geringe Anzahl von Rollen im Lager untergebracht werden kann und somit die Belastbarkeit des Rollenlagers verhältnismäßig gering ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Rollenlager gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem die Packungsdichte der Rollen hoch ist und das einfach zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Damit kann die Packungsdichte der Rollen größer als bei bekannten Rollenlagern gemacht werden. Die Montage des Rollenlagers kann einfach so vorgenommen werden, daß der auf eine Maschinenwelle aufgeschobene Innenring des Rollenlagers mit Rollen aus einem ringförmigen Magazin bestückt wird, wobei die Rollen durch Schmierfett gehalten werden, und daß dann die Welle mit dem Innenring und den Rollen in den mit dem Käfig bestückten Außenring eingeführt wird, wobei der Käfig in beliebiger Weise am Außenring festgelegt sein kann und die keilförmigen Stege zwischen den Rollen angeordnet werden. Durch die kleinen Berührungsflächen, die die Rollen mit den Keilseitenflächenstücken des Käfigs haben, ist die Reibung der Rollen mit dem Käfig gering.

Die Laufflächen, in denen die Wälzlager geführt sind, könnten selbstverständlich auch im Außenring selbst, also nicht auf dem Innenring, ausgebildet sein, so daß der Käfig entsprechend abgeändert und auf dem Innenring gelagert wird. Den beiden Ausführungsformen der Erfindung ist daher gemeinsam, daß der Käfig zur Separation der Wälzkörper dient, im Außen- oder Innenring des Lagers gelagert und in axialer Richtung des Lagers steckbar ist.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Maßnahmen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Breite der Stege im Bereich der Keilseitenflächenstücke so gewählt, daß der Abstand der Rollen voneinander nur ein die Lagerschmierung noch ermöglichendes Minimum ist. Daher kann die Packungsdichte der Rollen optimal gestaltet werden, was zur guten Kräfteübertragung innerhalb des Lagers zur Folge hat.

Vorzugsweise beträgt der Abstand der Rollen gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung nur wenige zehntel mm.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, daß der Außenring eine seitliche, ringförmige Ausnehmung aufweist, in die der den größeren Innen­ durchmesser aufweisende Käfigring formschlüssig eingepaßt ist. Ein derartiges Rollenlager eignet sich vorzugsweise als Doppellager, bei dem die mit den Ausnehmungen versehenen Seiten zweier Außenringe einander berühren. Die Einpassung kann vorzugsweise auch ein Preßsitz sein.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das vorgeschlagene Lager nicht nur bei zentrischer, sondern auch bei exzentrischer Lagerung von Wellen und Bauteilen eingesetzt werden kann. Bei exzentrischer Lagerung treten zusätzliche Kräfte auf, wodurch sowohl das Lager selbst als auch der Käfig besonders beansprucht werden. Im bekannten Falle ist der Käfig auf den Rollen radial geführt und dadurch bei exzentrischer Lagerung durch die Rollen übermäßig belastet. Dagegen erfolgt gemäß der Erfindung die Führung des Käfigs am Außenring, wodurch der Käfig insbesondere bei exzentrischer Lagerung von Bauteilen vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dadurch wird der Käfig von zusätzlichen Kräften des Wälzlagers nicht allzusehr beansprucht. Die Bauweise des Käfigs muß nicht besonders robust sein. Gleichzeitig ist eine besonders vorteilhafte Montage des Käfigs möglich. Schließlich ist von Bedeutung, daß der erfindungsgemäße Käfig eine besonders geringe Breite des Wälzlagers erlaubt, weil die Käfigringe im Querschnitt schmal sein können. Gleichzeitig können die Käfigringe hinreichend hoch sein, weil in Radialrichtung genügend Raum für ihre Querschnittshöhe vorhanden ist. Die vorrangige Aufgabe des Käfigs besteht in Separation der Rollen, wobei gleichzeitig ein gleichmäßiges Verteilen der Rollen am Umfang ihrer Laufbahn gewährleistet ist. Die Aufgabe des Käfigs ist es, die Rollen zu separieren, und er muß keine robuste Bauweise aufweisen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Rollenlagers,

Fig. 2 einen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 3a ein Rollenlager nach Fig. 3, jedoch ohne Käfig,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Käfig mit einem peripheren Teilschnitt VI,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Käfig längs der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Vergrößerung des Teilschnitts VI in Fig. 4,

Fig. 7 eine Vergrößerung der Einzelheit VIII in Fig. 8 und

Fig. 8 eine verkleinerte, perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Käfigs mit einer Einzelheit VII, die einen Abschnitt der Käfigringe und einen zwischen diesen Abschnitten angeordneten Steg darstellt.

Das Rollenlager in Fig. 1 besteht aus einem Innenring 10, einem Satz Zylinderrollen 12, einem Käfig 100 und einem Außenring 30.

Der Innenring 10 ist an seinen axialen Enden mit jeweils einem Ringflansch 10b bzw. 10c versehen, die eine Lauffläche 10a für die Rollen 12 begrenzen. Durch die Ringflansche 10b, 10c werden die Rollen 12 gegen eine axiale Verschiebung gesichert. Der Abstand A der Rollen 12 voneinander beträgt im eingesetzten Zustand in den Innenring 10 vorzugsweise etwa 0,1 mm. Die Rollen 12 können beispielsweise aus einem nicht dargestellten, ringförmigen Magazin mit Schmierfett in den Innenring 10 eingesetzt werden. Die axiale Länge der Rollen 12 entspricht etwa dem Abstand der Ringflansche 10b und 10c voneinander.

Der Käfig 100 weist einen vorderen Käfigring 102, einen hinteren Käfigring 101 und eine der Anzahl der Rollen 12 entsprechende Anzahl von Stegen 104 auf, die sich quer zwischen den Käfigringen 101, 102 erstrecken und sich gleich­ mäßig auf den Umfang des Käfigs 100 verteilen. Die Stege 104 sind im Querschnitt grundsätzlich keilförmig, hier trapezförmig, ausgebildet, wie insbe­ sondere die Fig. 4 und 6 zeigen. Die Stege 104 weisen, wie es am deutlichsten in Fig. 7 gezeigt ist, an ihren Enden jeweils als Vorsprünge Keilseitenflächenstücke 104a und 104b auf, gegenüber denen mittlere Keilseitenflächenstücke 104c nach innen versetzt sind. Die Keilseitenflächen­ stücke 104a, 104b dienen zur Führung der Rollen 12, während die Keil­ seitenflächenstücke 104c die Rollen 12 nicht berühren. Die Berührungsflächen der Stege 104 mit den Rollen 12 sind daher sehr klein.

Der vordere Käfigring 102 hat einen größeren Innendurchmesser d1 (Fig. 3) als der Innendurchmesser d2 des Außenrings 30, während der hintere Käfigring 101 einen kleineren Außendurchmesser d3 als der Innendurchmesser d2 des Außenrings 30 hat. Dadurch kann bzw. können bei der Montage des Rollen­ lagers einerseits der Käfig 100 über die Rollen 12 oder umgekehrt die Rollen 12 in den Käfig 100 geschoben werden und andererseits der Käfig 100 in den Außenring 30 geschoben werden. Bei montiertem Rollenlager stößt die hintere Stirnfläche 12b jeder Rolle 12 gegen die Innenfläche 101b des Käfigrings 101 (Fig. 3).

In der vorderen Seitenwand des Außenrings 30 ist eine ringförmige Ausnehmung 30 mit einem Durchmesser d4 vorgesehen, durch die eine vertikale Aufnahmefläche 30'a und eine horizontale Aufnahmefläche 30'b gebildet sind (Fig. 2, 3a). In diese Ausnehmung 30' ist der vordere Käfigring 102 so eingepaßt, daß dessen Innenfläche 102a der vertikalen Außenfläche 30'a gegenüberliegt, während die Randfläche 102b des Käfigrings 102 der horizontalen Aufnahmefläche 30'b gegenüberliegt. Die Außenfläche 102c des Käfigrings 102 schließt dabei etwa bündig mit der vorderen Seitenfläche des Außenrings 30 ab oder ist in bezug auf diese nach innen zu versetzt. Die Lagerung des Käfigs 100 am Außenring kann in beliebiger Weise erfolgen. Vorzugsweise jedoch erfolgt die Lagerung durch die Aufnahme des vorderen Käfigrings 102 in der Ausnehmung 30', in der sie mit Spiel und schwimmend gelagert ist.

Aus Fig. 2 geht auch hervor, daß die Außenfläche 104d jeder Strebe 104 gegenüber der Randfläche 101a des hinteren Käfigrings 101 nach innen versetzt ist, so daß ein größerer Spalt zwischen der Lauffläche 31 des Außenrings 30 und der Strebenaußenfläche 104d gebildet ist. Dieser Spalt gewährleistet das bessere Durchlaufen von Schmierfett. Der in den Fig. 4, 5 und 8 dargestellte Käfig 100 mit den Käfigringen 101, 102 hat in radialer Richtung die Maße d1 und d5 bzw. d3. Der größere Käfigring 102 hat zwei radial ausgerichtete Flächen 102a und 102c sowie eine axial ausgerichtete Fläche 102b, während der kleinere Käfigring 101 mit Flächen 101a, 101c und 101b (vgl. Fig. 3) versehen ist. Dabei gilt: d3 ≦ d2 ≦ d1 und d5 ≦ d4.

Die Bemaßung wird hier so gewählt, daß der Käfig im Rahmen seines radialen Spiels nicht auf die Rollen "fällt", sonst könnte es zur radialen Führung des Käfigs auf den Rollen kommen, was unerwünscht ist. Der Käfig wird vielmehr über seine radialen Flächen 101a und 102b an den Flächen 30'b und 31 geführt.

Claims (9)

1. Wälzlager mit einem Innenring (10), einem Außenring (30), einem Satz von zwischen Innenring (10) und Außenring (30) laufenden Rollen (12) und einem die Rollen (12) auf Abstand haltenden Käfig (100), der zwei Käfigringe (101, 102) aufweist, zwischen denen Stege verlaufen, die mit Vorsprüngen zur Halterung der Rollen (12) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (10) Ringflansche (10b, 10c) aufweist, zwischen denen die Stirnseiten (12b) der Rollen (12) geführt sind, daß die Stege (104) sich zur Längsachse (40a) hin verjüngen, daß die Vorsprünge durch an den Stegenden angeordnete Keilseitenflächenstücke (104a, 104b) ge­ bildet sind und daß der Außendurchmesser (d3) des einen Käfigrings (101) kleiner und der Innendurchmesser (d1) des anderen Käfigrings (102) größer als der Innendurchmesser (d2) des Außenrings (30) ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Stege (104) im Bereich der Keilseitenflächenstücke (104a, 104b) so bemessen ist, daß der Abstand (A) der Rollen (12) voneinander nur ein die Lagerschmierung noch ermöglichendes Minimum ist.

3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rollen (12) 0,1-0,8 mm beträgt.

4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (30) eine seitliche, ringförmige Ausnehmung (30') aufweist, in die der den größeren Innendurchmesser aufweisende Käfig­ ring (102) eingepaßt ist.

5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Keilseitenflächenstücken (104a, 104b) ein nach innen zu versetztes und mit den Rollen (12) nicht in Kontakt stehendes Keilseitenflächenstück (104c) angeordnet ist.

6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das etwa mittig angeordnete Keilseitenflächenstück (104c) größer ist als die Summe der Flächen der beiden anderen Keilseitenflächenstücke (104a, 104b).

7. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (30') im Querschnitt stufenförmig ist.

8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Außenflächen (101c, 102c) der Käfigringe (101, 102) innerhalb des Außenrings (30) angeordnet sind.

9. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (100) aus Kunststoff besteht.