DE2816319C2 - Massivkäfig für ein Zylinderrollenlager - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Massivkäfig für ein Zylinderrollenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und wie es beispielsweise aus der US-PS 36 47 273 oder dem DE-GM 18 91 684 bekannt ist.

Beim Montieren eines genannten Zylinderrollenlagers wird üblicherweise zuerst der Innenlaufring drehfest auf einer Welle befestigt und dann der Käfig mit den Zylinderrollen über die Welle und den Innenlaufring gestreift Dabei kann es vorkommen, daß eine Zylinderrolle in einer Käfigtasche mit einer Stirnfläche an den Innenlaufring stößt Wenn das axiale Spiel der Rolle in der Käfigtasche beschränkt ist, wird die gesamte Stoßkraft vom Innenlaufring durch die Rolle auf die gegenüberliegende stirnseitige Begrenzungsfläche der Käfigtasche übertragen. Eine Folge davon ist oft eine Deformation des Käfigs, beispielsweise ein Lösen seiner Verbindungen oder sogar ein Brechen des Käfigs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine beim Zusammenbau des Lagers auftretende und durch das Auftreffen einer Rolle auf den inneren Laufring des Lagers verursachte Stoßbelastung einer stirnseitigen Begrenzungsfläche des Käfigs zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale gelöst

Es ist darauf hinzuweisen, daß aus der DE-OS 24 47 908 ein Zylinderrollenlager bekannt ist, bei dem die Rollen in den Käfigtaschen verkippt werden. Dieses VerkippeE erfolgt aber während des Umlaufs in der Käfigumfangsrichtung und dient einem ganz anderen Zweck.

Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird die Reduzierung der Stoßbelastung dadurch ermöglicht, daß die Stoßkraft nicht nur auf eine der beiden stirnseitigen Begrenzungsflächen wirkt, sondern auch auf andere Stellen der Käfigtaschenbegrenzung oder des Lagers abgeleitet wird. Wesentlich ist dabei, daß zwischen der Rolle und den Käfigtaschen ein ausreichendes Spiel vorhanden ist, das ein radiales Verkippen der Rolle beim Stoß ermöglicht und daß die verkippte Rolle nicht nur auf die dem Innenlaufring gegenüberliegende stirnseitige Begrenzungsfläche der Käfigtasche stößt sondern daß die verkippte Rolle auch auf den anderen Stellen der Käfigtaschenbegrenzung, beispielsweise auf der anderen stirnseitigen Begrenzungsfläche der Käfigtasche, abgestützt wird (Anspruch 2). Dabei reicht es aus, wenn die Rolle auf einer Kante der Käfigtaschenbegrenzung, wo lediglich eine punktförmige oder linienförmige Berührung stattfindet, abgestützt wird.

Die verkippte Rolle kann vorteilhafterweise auch an Kanten der seitlichen Begrenzungsflächen abgestützt sein (Anspruch 3).

Vorteilhafterweise kann die verkippte Rolle auch durch einen äußeren Laufring des vorgesehenen Lagers abgestützt sein (Anspruch 4).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren in der folgenden Beschreibung näher erläutert Von den Figuren zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines auf einer Welle befestigten Rollenlagers in perspektivischer Darstellung, wobei Teile des Lagers fortgebrochen sind, damit die Form des erfindungsgemäßen Massivkäfigs sichtbar wird,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch das Lager gemäß F i g. 1,

Fig.3 einen Bogenaussschnitt des Massivkäfigs, welcher die Käfigseiten zeigt,

F i g. 4 im Querschnitt eine Hälfte des Massivkäfigs gemäß F i g. 1 vor dem Aufsetzen auf den Innenlaufring,

Fig.5 in Querschnitt eine Hälfte des Käfigs, in welcher die zylindrische Rolle sich in einer gekippten Stellung befindet, nachdem sie den Innenlaufring getroffen hat, und

F i g. 6 einen Bogenausschnitt aus dem Käfig mit einem Paar Rollen in gekippter Stellung innerhalb des Käfigs, wobei die Berührung zwischen den Rollen und der Seitenflächen des Käfigs dargestellt ist

Nach F i g. 1 ist auf einer Welle 11 ein zylindrisches Rollenlager 10 befestigt Dieses Lager weist einen Innenring 12 mit einer Außenfläche auf, welche einen Innenlaufring 13 festlegt Zylindrische Rollen 14 berühren den Innenlaufring 13. Diese Rollen 14 werden von einem Massivkäfig 16 auf dessen eine Mittelachse umgebenden Umfang in einem Abstand voneinander gehalten. Diese Mittelachse fällt mit der Wellenachse zusammen, wenn der Käfig 16 auf dieser befestigt ist Der zwischen dem Innenring 12 und der äußeren Umrandung 18 des Käfigs 16 gemessene Abstand ist mit 5 bezeichnet. Ein äußerer Laufring 19 weist eine

Innenfläche 20 auf, welche ein äußeres Lager für die isyljndrischen Rollen 14 bildet.

Nach F i g. 2 wird der Käfig 16 aus zwei Stirnringen 22 und 23 gebildet, welche durch Abstandshalter 24 voneinander getrennt sind. Zwischen dem Paar Stirnringen und jedem Paar Abstandshalter ist eine Käfigtasche festgelegt Die Stirnringe legen stirnseitige Begrenzungsflächen der Käfigtaschen 25 fest, welche in einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind, der etwas größer als die axiale Länge L (Fig.4) der Rollen 14 ist Auf diese Weise sind begrenzte Spiele C zwischen den Stirnflächen der Rollen 14 und den stirnseitigen Begrenzungsflächen vorhanden, wenn die Rolle 14 innerhalb der Käfigtasche 25 zentriert ist Diese beschränkten Spiele begrenzen das relative axiale Seitenspiel zwischen dem Käfig 16 und der Rolle 14. Die Käfigtaschen erstrecken sich radial von der inneren Umrandung 17 zu der äußeren Umrandung 18 des Käfigs *6, um eine Rolle 14 in ihnen aufzunehmen. Der radiale Abstand S{Fig. 1) des Käfigs 16 ist kleiner als der Rollendurchmesser D (F i g. 5), so daß die Rollen 14 über die innere und äußere Umrandung des Käfigs 16 hinausragen und die Lagerflächen 13 bzw. 20 des Innenringes 12 bzw. des äußeren Laufringes 19 berühren.

An einer stirnseitigen Begrenzungsfläche ist entlang der äußeren Umrandung 18 eine Fase 30 und entlang der inneren Umrandung 17 eine Fase 31 vorgesehen. An der anderen stirnseitigen Begrenzungsfläche ist entlang der äußeren Umrandung eine Fase 32 und entlang der inneren Umrandung eine Fase 33 vorgesehen. Diese Fasen ermöglichen eine Drehung der Rolle 14 innerhalb der Käfigtasche 25 von einer Stellung, in welcher dip Rolle axial zwischen den stirnseitigen Begrenzungsflächen ausgerichtet ist (in den F i g. 2 und 4 dargestellt), in eine gekippte Stellung (in Fig.5 gezeigt), in welcher beide stirnseitigen Begrenzungsflächen der Käfigtasche 25 die Rolle berühren und/oder die seitlichen Begrenzungsflächen der Käfigtasche 25 die Rollen 14 berühren, wodurch eine weitere Drehbewegung verhindert wird. Die Fasen ^n den sich gegenüberliegenden stirnseitigen Begrenzungsflächen, die sich diagonal gegenüberliegen, wie beispielsweise die Fasen 30 und 33 und die Fasen 31 und 32, haben vorzugsweise parallele Flächen, welche den Abstand der Rollenlänge L voneinander haben. Zwischen den Fasen 30 und 31 an der einen stirnseitigen BegrenzvTtgsflächs ist ein zentraler Bereich 26 angeordnet Ein entsprechender zentraler Bereich 27 ist zwischen den Fasen 32 und 33 an der anderen stirnseitigen Begremungsfläche angeordnet. Diese zentralen Bereiche 26 und 27 der stirnseitigen Begrenzungsflächen legen die axiale Länge der Käfigtasche fest und bilden Flächen zur Beibehaltung der relativ axialen Stellung des Käfigs 16 und der Rolle 14.

F i g. 3 zeigt ein gebogenes Stück des Stirnringes 23, welcher die Fasen 32 und 33 in Draufsicht darstellt. Die Abstandshalter 24 sind ebenfalls gezeigt und weisen einander gegenüberliegende seitliche Begrenzungsflächen 35 und 36 der zugeordneten Käfig tasche 25 auf. Die Krümmung dieser konkaven seitlichen Begrenzungsflächen 35 und 36 ist so gewählt, daß eine zylindrische Rolle 14 darin lose gehalten wird. Sollte die Rolle 14 innerhalb der Käfigtasche 25 sich in eine gekippte Stellung drehen, wie es in F i g. 6 gezeigt ist berühren die konkaven Begren/ungsflächen 35 und 36 die RoIh 14 in der Nähe der Kanten 35' und 36' an nebeneinanderliegenden Stirnseiten der Abstandshalter 24 und eine ähnliche Berührung mit den Rollen 14 durch die seitlichen Begrenzungsflächen findet an den gegenüberliegenden Stirnflächen der Abstandshalter 24 in der Nähe von Kanten an der inneren Umrandung 17 statt

Anhand der F i g, 4 und 5 wird nun die Montage des Rollenlagers 10 auf der Welle 11 und die Wirkungsweise des verbesserten Käfigs 16 beschrieben. Der Innenring 12 ist auf der Welle 11 drehfest montiert Der Käfig 16 wird mit zylindrischen Rollen 14 gefüllt, indem die Rollen 14 radial nach außen von der inneren Umrandung 17 des Käfigs 16 her in die Käfigtaschen 25 eingesetzt werden, wo sie lose durch die konkaven seitlichen Begrenzungsflächen 35 und 36 der Abstandshalter 24 an Ort und Stelle gehalten werden. Der äußere Laufring 19 wird vor dem Einsetzen der Rollen 14 um den Käfig 16 harum angebracht .--iach dem Einsetzen der Rollen 14 werden der KaPg 16 unt- der äußere Ring 19 zusammen in Richtung des Pfeiles 37 bewegt so daß der Käfig 16 auf den Innenring 12 aufgleitet

Wenn der Käfig 16 zum Innenring 12 hin bewegt wird und ersterer nicht sauber koaxial zu letzterem ausgerichtet ist trifft eine zylindrische Rolle 14 den Innenring IZ Diese Rolle 14 dreht sich von einer axial ausgerichteten Stellung im Käfig 25, wie es in der F i g. 4 gezeigt ist, in die gekippte Stellung nach Fig.5. In dieser gekippten Stellung wird der auf die Rolle 14 ausgeübten Kraft durch den Stimring 22 entlang der Fase 31 und durch den Stimring 23 entlang der Fase 32 entgegengewirkt Auch von den seitlichen Begrenzungsflächen 35 und 36 der Abstandshalter 24 in der Nähe der Kanten 35' und 36' (siehe Fig.6) wird entgegengewirkt Eine ähnliche Entgegenwirkung wird auch durch die seitlichen Begrenzungsflächen an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Abstandsnalter 24 in der Nähe von Kanten an der inneren Umrandung 17 ausgeübt Auf diese Weise wirken die Stirnringe 22 und ZS und die seitlichen Begrenzungsflächen der Abstandshalter 24 der Stoßkraft entgegen, welche erzeugt wird, wenn die Rolle 14 den Innenring 12 trifft Die durch die Kraft hervorgerufene Belastung in jedem Stimring 22 und 23 und innerhalb der Abstandshalter 24 ist geringer als die Belastung, der ein Stimring ausgesetzt wäre, der der gesamten Kraft alleine entgegenzuwirken hätte.

Käfige mit gefrästen oder gebohrten Käfigtaschen, die eine segmentierte Bauweise haben, oder mit geformter Bauweise müssen alle Kräfte, die bei der Lagermontage auftreten, ausgleichen. Solche Könige können die Stirnringe verformen oder zerbrechen, K&.'igverbindungen lösen, oder den Käfig selbst zerbrechen. Solche Kräfte auf eine einzelne Stirnfläche eines Käfigs werden durch vorstehende Maßnahmen verringert, indem sie einer zylindrischen Rolle erlaubt sich innerhalb des Käfigs in eine gekippte Stellung zu drehen, in der beide stirnseitige und/oder die seitlichen Begrenzungsflächen der Käfigtasche die Rolle berühren, um weiteren Kräften zu widerstehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Massivkäfig mit verhältnismäßig großer radialer Wandstärke für ein Zylinderrollenlager mit zur Aufnahme der Zylinderrollen dienenden Käfigtasehen, von denen jede sich gegenüberliegende, dem Rollenmantel der aufgenommenen Rolle zugewandte, konkav ausgebildete seitliche Begrenzungsflächen und sich gegenüberliegende, den Stirnflächen der aufgenommenen Rolle zugewandte stirnseitige Begrenzungsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Begrenzungsflächen einer Käfigtasche jeweils zwei von einem Mittelbereich (26, 27) ausgehende, von dem Inneren der Käfigtasche fortgeneigte Abschnitte (30, 33; 31, 32) aufweisen, von denen einer (30, 32) geneigt radial bezüglich des gesamten Käfigs nach außen und der andere (31, 33) geneigt radial nach innen verläuft, daß der Mittelbereich (26, 27) einen radialen Durchmesser aufweist, der wesentlich kleiner als «Jsr Durchmesser (D) der Rolle (14) ist, und daß zwischen den Begrenzungsflächen und der Rolle ein ausreichendes Spiel vorgesehen ist, daß ein Verkippen der Rolle in eine Kippstellung ermöglicht, in der die Rolle an zwei oder mehreren Stellen der Begrenzungsflächen abgestützt und nicht mehr weiter verkippbar ist

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den stirnseitigen Begrenzungsflächen so bemessen ist, daß die Rolle (14) in der gekippten Stellung von beiden stirnseitigen Begrenzungsflächen abgestützt ist.

3. Käfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigtasche so Gemessen ist, daß die Rolle (14) in der geneigten Stellung an Kanten (35' und 36') der seitlichen Begrenz ,ngsflächen (35, 36) abgestützt ist

4. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigtasche so bemessen ist, daß die Rolle (14) in der gekippten Stellung durch einen äußeren Laufring (19) eines vorgesehenen Lagers abgestützt ist.