EP1787037A1 - Massivkäfig für ein rollenlager, insbesondere für ein zweireihiges pendelrollenlager, sowie verfahren zur ermittlung des bohrwinkels der käfigtaschen und des längsradius der stege eines solchen massivkäfigs - Google Patents

Massivkäfig für ein rollenlager, insbesondere für ein zweireihiges pendelrollenlager, sowie verfahren zur ermittlung des bohrwinkels der käfigtaschen und des längsradius der stege eines solchen massivkäfigs

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EP1787037A1
EP1787037A1 EP05773456A EP05773456A EP1787037A1 EP 1787037 A1 EP1787037 A1 EP 1787037A1 EP 05773456 A EP05773456 A EP 05773456A EP 05773456 A EP05773456 A EP 05773456A EP 1787037 A1 EP1787037 A1 EP 1787037A1
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EP
European Patent Office
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cage
roller bearing
roller
pocket
diameter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05773456A
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English (en)
French (fr)
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Gerhard Schorr
Martin Grehn
Manfred Gessner
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Solid cage for a roller bearing in particular for a double-row spherical roller bearing, and method for determining the drilling angle of the cage pockets and the longitudinal radius of the webs of such a solid cage
  • the invention relates to a solid cage for a roller bearing according to the features of patent claim 1 and to a method for determining the angle of rotation of the cage pockets and the longitudinal radius of the webs of such a solid cage, and is particularly advantageous in a two-row spherical roller bearing and on all types of storage feasible, in which the outer and the inner contour of the cage cross-section is not parallel to Wälzkör ⁇ perlticiansachse.
  • Such, designed as a comb cage for a double row spherical roller bearing solid cage is already known for example from DE 200 20 397 U1.
  • This solid cage consists of a circumferential cage ring, which has on each of its two axial side faces a row of solid webs extending substantially in the direction of the bearing axis of the cage ring and equally spaced from each other.
  • the opposite axial surfaces of two adjacent webs of each row are in this case formed with a concave shape adapted to the lateral surface of the rollers, so that in each case a cage pocket is formed between these webs, in which a roller of the roller bearing can be inserted.
  • the invention is therefore based on the object of conceiving a solid cage for a roller bearing, in particular for a double-row spherical roller bearing, with which without enlarging the diameter of the cage cage Start of the barrel rollers at the axial edges of the webs of their cage bags at operating temperature of the spherical roller bearing is effectively avoided.
  • this object is achieved in a solid cage for a roller bearing according to the preamble of claim 1 such that the longitudinal axis of each cage pocket opposite the pressure angle ⁇ of the roller bearing has such a different drilling angle ß, that the lateral surfaces of the pockets used in the Käfig ⁇ roles of the roller bearing In each radial cross-sectional plane of the rollers, they have an approximately constant minimized radial spacing relative to both the outer and the inner axial edges of the webs of their cage pocket.
  • the deviating drilling angle ⁇ of each cage pocket is fundamentally smaller than the contact angle ⁇ of the respective roller bearing and has different values depending on it.
  • this deviating drilling angle ⁇ can be determined by a uniform method in which the relative thermal expansion of the rollers of the roller bearing of a roller cage other than the solid cage is taken into account with maximum and minimum temperature use of the roller bearing , Further details of this method according to the invention, with which the longitudinal radius of the webs of the solid cage can be determined at the same time, can be deduced from the following description of an embodiment of the solid cage according to the invention.
  • the solid cage designed according to the invention for a roller bearing thus has the advantage over the solid cages known from the state of the art that, by incorporating the cage pockets into the cage blank with a smaller boring angle relative to the contact angle .alpha Lagerradial Kunststoff and the operating temperature optimum geometry of the cage pockets through which the rollers of the roller bearing in each radial cross-sectional plane of the rollers both to the outer and to the inner axial edges of the webs of their cage pocket have a uniform klei ⁇ nen radial distance.
  • Figure 1 is an enlarged detail of a perspective view of a spherical roller bearing without outer ring with inventively designed solid cage and a roller;
  • FIG. 2 / I shows a first cross section through a cage pocket of the solid cage according to the invention in accordance with the cross-sectional plane I in FIG. 1;
  • FIG. 2 / II shows a second cross section through a cage pocket of the solid cage according to the invention in accordance with the cross-sectional plane II in FIG. 1;
  • FIG. 2 / III shows a third cross section through a cage pocket of the solid cage according to the invention in accordance with the cross-sectional plane III in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an illustration of step a) of the method according to the invention for determining the boring angle ⁇ of the cage cage and the longitudinal radius S L R of the bars of a solid cage;
  • FIG. 4 shows an illustration of steps b) and c) of the method according to the invention for determining the drilling angle ⁇ of the cage pockets and the longitudinal radius SLR of the webs of the solid mass cage;
  • FIG. 5 shows an illustration of the steps d) and e) of the method according to the invention for determining the drilling angle .beta. figtaschen and the longitudinal radius SLR of the webs of Massivka ⁇ figs;
  • FIG. 6 shows an illustration of step f) of the method according to the invention for determining the drilling angle ⁇ of the cage cage as well as the longitudinal radius S L R of the bars of the solid cage;
  • FIG. 7 shows an illustration of step g) of the method according to the invention for determining the drilling angle ⁇ of the cage cage and the longitudinal radius S L R of the webs of the solid cage;
  • FIG. 9 shows a reduced overall view of the solid cage designed according to the invention.
  • Figure 10 is an enlarged view of the longitudinal section A - A of Figure 9 by a cage pocket of the invention remplibil ⁇ Deten massive cage.
  • FIG. 1 is clearly designed as a double-row spherical roller bearings roller bearing 1, which consists essentially of an outer bearing ring, not shown, and an inner bearing ring so ⁇ as a number between the bearing rings in two rows next to each other on their careers rolling rollers 11 , which are held by a trained as comb cage solid cage 2 at equal intervals zueinan ⁇ .
  • this solid cage 2 consists of a circumferential massive cage ring 3, which at each of its two axia ⁇ len side surfaces 4, 5 a row 6, 7 substantially in Lagerachsrich ⁇ direction away from the cage ring 3 wegersharende and evenly spaced each other. stood, massive webs 8 has.
  • the opposing axial surfaces 9, 10 of two adjacent webs 8 each row 6, 7 are also formed with a mantle surface 12 of the rollers 11 of the roller bearing 1 adapted concave shape, so that between these webs 8 each have a cage pocket 13 is formed in a Roller 11 of the roller bearing 1 can be used.
  • each cage cage 13 is smaller than the contact angle ⁇ of the roller bearing 1 and has different values depending on this for different bearing sizes. Regardless of the type of bearing and the size of the bearing, however, this deviating drilling angle ⁇ can be determined by a uniform method illustrated in FIGS. 3 to 10, in which the relative thermal expansion of the rollers 11 of the material consisting of a material other than the solid cage 2 Roller bearing 1 is considered to the solid cage 2 at maximum and minima ⁇ lem temperature use of the roller bearing 1.
  • This contact point A is then moved as a third, also shown in Figure 4 step outward along the verlän ⁇ siege connection line Vi between this and the center M of Käfig ⁇ rings 3 by an amount vt m j n , the relative thermal expansion of roller 11 and solid cage 2 with minimum temperature use of the roller bearing 1 corresponds.
  • FIG. 6 it is then shown that, as the sixth step, the joining of the displaced contact points A and B takes place with a straight line Gi and the formation of a perpendicular bisector Li on this straight line Gi, which intersects the vertical roller axis X at a point which the center Mn of the pocket diameter D t i and the radius of the pocket pitch circle TT 1 in the first cross-sectional plane I results.
  • a circle is drawn around the center M n with a radius which corresponds to the distance of the center point M t1 from the shifted contact points A or B, so that itself as a result of the pocket diameter Du in the first cross-sectional segment I through the roller 11 of the roller bearing 1.
  • steps 8 and 9 of the method according to the invention the determination of any second and third transverse plane II and IM by the roller 11 of the roller bearing 1 within the cage pocket 13 and the arrangement of the midpoints M D 2 and M D3 of the ent ⁇ speaking roll diameter DR 2 and DR 3 on the intersection between the vertical roll axis X and pitch diameter T of the cage ring 3 with subsequent duplicate repetition of steps 1 to 7 for the second and third cross-sectional plane II and IM, through which the pocket centers M t 2 and M t 3, the pocket diameter D t2 and D t3 as well as the radii of the Ta ⁇ schenteilnikieri TT 2 and TT 3 in the second and third cross-sectional plane II and IM through the roller 11 of the roller bearing 1 result.
  • the ascertained pocket centers M t i to M t3 and the determined pocket diameters Dn to D t3 are then transferred into a scale-oriented sectional view through the cage pocket 13, the determined radii of the pocket subcircuits TT 1 to TT 3 in each cross-sectional plane I to IM form the respective reference point.
  • the determined pocket diameters D t i and D t2 and D t2 and D t3 are then in an eleventh step, also indicated in FIG. 8, additionally with one straight line G in each case 3 and G 4 connected to each other, on which in the center M L R of the longitudinal radius SLR of the webs 8 intersecting respective bisectors L 2 and L 3 are formed. Finally, a circle is drawn around the midpoint MLR with a radius which is equal to the distance of the center.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Massivkäfig (2) für ein Rollenlager (1), insbesondere für ein zweireihiges Pendelrollenlager, welcher aus einem umlaufenden massiven Käfigring (3) besteht, der an jeder seiner beiden axialen Seitenflächen (4, 5) eine Reihe (6, 7) sich im Wesentlichen in Lagerachsrichtung vom Käfigring (3) wegerstreckende sowie gleichmässig zueinander beabstandete, massive Stege (8) aufweist. Die gegenüberliegenden Axialflächen (9, 10) zweier benachbarter Stege (8) jeder Reihe (6, 7) sind dabei mit einer der Mantelfläche (12) der Rollen (11) des Rollenlagers (1) angepassten konkaven Form ausgebildet, so dass zwischen diesen Stegen (8) jeweils eine Käfigtasche (13) gebildet wird, in die eine Rolle (11) des Rollenlagers (1) einsetzbar ist. Erfindungsgemäss weist die Längsachse (14) jeder Käfigtasche (13) gegenüber dem Druckwinkel (a) des Rollenlagers (1) einen derart abweichenden Bohrwinkel (ß) auf, dass die Mantelflächen (12) der in die Käfigtaschen (13) eingesetzten Rollen (11) des Rollenlagers (1) in jeder radialen Querschnittsebene (I bis Ill) der Rollen (11) sowohl zu den äusseren als auch zu den inneren Axialkanten (15, 16, 17, 18) der Stege (8) ihrer Käfigtasche (13) einen annähernd konstanten minimierten Radialabstand (va bzw. vi) aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Massivkäfig für ein Rollenlager, insbesondere für ein zweireihiges Pendelrollen¬ lager, sowie Verfahren zur Ermittlung des Bohrwinkels der Käfigtaschen und des Längsradius der Stege eines solchen Massivkäfigs
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Massivkäfig für ein Rollenlager nach den oberbeg¬ riffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Er- mittlung des Bohrwinkels der Käfigtaschen und des Längsradius der Stege eines solchen Massivkäfigs, und sie ist insbesondere vorteilhaft an einem zweireihi¬ gen Pendelrollenlager sowie an allen Lagertypen realisierbar, bei denen die Außen- bzw. die Innenkontur des Käfigquerschnittes nicht parallel zur Wälzkör¬ perlängsachse verläuft.
Hintergrund der Erfindung
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass man bei Käfigbauarten für Wälzlager grundsätzlich zwischen Blechkäfigen und Massivkäfigen aus verschiedenen Materialien unterscheidet. Die üblichen Blechkäfige werden dabei zumeist aus Stahlblech oder auch aus Messingblech gestanzt bzw. gepresst und zeichnen sich gegenüber Massivkäfigen durch ein geringeres Gewicht sowie durch eine leichtere Schmierstoffzuführung in Lager¬ innere aus. Massivkäfige bestehen dagegen zumeist aus Rohlingen aus Mes¬ sing, Stahl, Leichtmetall oder Hartgewebe, die durch Drehen und Fräsen spa¬ nend bearbeitet werden und vor allem für kleine Serien und aus Festigkeits- gründen für große, hochbelastete Wälzlager vorteilhaft sind.
Ein solcher, als Kammkäfig für ein zweireihiges Pendelrollenlager ausgebildeter Massivkäfig ist beispielsweise aus der DE 200 20 397 U1 vorbekannt. Dieser Massivkäfig besteht aus einem umlaufenden Käfigring, der an jeder seiner bei- den axialen Seitenflächen eine Reihe sich im Wesentlichen in Lagerachsrich¬ tung vom Käfigring wegerstreckende sowie gleichmäßig zueinander beab- standete, massive Stege aufweist. Die gegenüberliegenden Axialflächen zweier benachbarter Stege jeder Reihe sind dabei mit einer der Mantelfläche der Rol¬ len angepassten konkaven Form ausgebildet, so dass zwischen diesen Stegen jeweils eine Käfigtasche gebildet wird, in die eine Rolle des Rollenlagers ein¬ setzbar ist.
Bei einem solchen Massivkäfig für ein Pendelrollenlager ist es jedoch von Nachteil, dass dessen Käfigtaschen zumeist durch einen Formfräser mit einer senkrecht zum jeweiligen Druckwinkel des Lagers angeordneten Längsachse in den Käfigrohling eingearbeitet werden, so dass die Mantelflächen der in die Käfigtaschen eingesetzten Tonnenrollen des Rollenlagers in verschiedenen radialen Querschnittsebenen sowohl zu den äußeren als auch zu den inneren Axialkanten der Stege ihrer Käfigtasche unterschiedliche Radialabstände auf- weisen. Ausgehend von der üblichen Taschenluft zwischen den Tonnenrollen und den Stegen ihrer Käfigtasche kommt es dadurch insbesondere bei Be¬ triebstemperatur des Pendelrollenlagers in Höhe der Rollenquerschnittsebene mit dem kleinsten Radialabstand zu den Käfigtaschenstegen zu einen örtlichen Anlaufen der der Tonnenrollen an den Axialkanten der Stege ihrer Käfigtasche, mit der Folge, dass der erforderliche Schmierfilm zwischen den Rollen und dem Käfig örtlich abreißt und durch die entstehende Reibungswärme die zulässige Betriebstemperatur des Lagers bis hin zum teilweisen Verbrennen des Schmiermittels überschritten wird. Darüber hinaus kommt es durch das Anlau- fen der Tonnenrollen an den Axialkanten der Stege zu einem erhöhten Ver¬ schleiß der Stege der Käfigtaschen, der bis zum Verklemmen der Rollen in ihren Käfigtaschen und letztendlich zum Ausfall des Pendelrollenlagers führen kann. Eine einfache Maßnahme zum Abstellen dieser nachteiligen Wirkungen wäre es zwar, den Durchmesser der Käfigtaschen derart zu vergrößern, dass es auch in Höhe der Rollenquerschnittsebene mit dem kleinsten Radialabstand zu den Käfigtaschenstegen nicht zu einem Anlaufen der der Tonnenrollen an den Axialkanten der Stege ihrer Käfigtasche kommen kann, dies hätte jedoch wiederum zur Folge, dass in anderen Rollenquerschnittsebenen der Radialab- stand zu den Käfigtaschenstegen zu groß für eine optimale Rollenführung in den Käfigtaschen wäre.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Tech¬ nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen Massivkäfig für ein Rollenlager, insbesondere für ein zweireihiges Pendelrollenlager, zu konzi¬ pieren, mit welchem ohne eine Vergrößerung des Durchmessers der Käfigta¬ schen ein Anlaufen der Tonnenrollen an den Axialkanten der Stege ihrer Käfig- taschen bei Betriebstemperatur des Pendelrollenlagers wirksam vermieden wird.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Massivkäfig für ein Rollenlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Längsachse jeder Käfigtasche gegenüber dem Druckwinkel α des Rollenlagers einen derart abweichenden Bohrwinkel ß aufweist, dass die Mantelflächen der in die Käfig¬ taschen eingesetzten Rollen des Rollenlagers in jeder radialen Querschnitts- ebene der Rollen sowohl zu den äußeren als auch zu den inneren Axialkanten der Stege ihrer Käfigtasche einen annähernd konstanten minimierten Radialab¬ stand aufweisen. In zweckmäßiger Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten Massivkä¬ figs ist der abweichenden Bohrwinkel ß jeder Käfigtasche dabei grundsätzlich kleiner als der Druckwinkel α des jeweiligen Rollenlagers und weist abhängig von diesem unterschiedliche Werte auf. Dies trifft jedoch nur für den größten Teil aller denkbaren Querschnitte von Massivkäfigen zu, da es bei einer be¬ stimmten Konstellation von Außen- und Innenkontur des Käfigquerschnittes auch möglich ist, dass der abweichende Bohrwinkel ß größer als der Druckwin¬ kel α des jeweiligen Rollenlagers ist. Unabhängig vom jeweiligen Lagertyp und von der Lagergröße ist dieser abweichenden Bohrwinkel ß jedoch durch ein einheitliches Verfahren ermittelbar, bei dem die relative Wärmedehnung der aus einem anderen Werkstoff als der Massivkäfig bestehenden Rollen des Rol¬ lenlagers zum Massivkäfig bei maximalem und minimalem Temperatureinsatz des Rollenlagers berücksichtigt ist. Nähere Ausführungen zu diesem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren, mit dem zugleich der Längsradius der Stege des Massivkäfigs ermittelbar ist, sind dabei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäß ausgebildeten Massivkäfigs ent¬ nehmbar.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Massivkäfig für ein Rollenlager weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Massivkäfigen den Vor¬ teil auf, dass dieser durch das Einarbeiten der Käfigtaschen in den Käfigrohling mit einem gegenüber dem Druckwinkel α des Rollenlagers kleineren Bohrwin¬ kel ß eine bezüglich der Lagerradialluft und der Betriebstemperatur optimale Geometrie der Käfigtaschen aufweist, durch welche die Rollen des Rollenlagers in jeder radialen Querschnittsebene der Rollen sowohl zu den äußeren als auch zu den inneren Axialkanten der Stege ihrer Käfigtasche einen gleichmäßig klei¬ nen Radialabstand aufweisen. Dadurch wird ohne eine Vergrößerung des Durchmessers der Käfigtaschen ein Anlaufen der Tonnenrollen an den Axial¬ kanten der Stege ihrer Käfigtaschen bei Betriebstemperatur des Pendelrollen- lagers wirksam vermieden und die aus diesem Anlaufen der Tonnenrollen an den Taschenstegen resultierenden Nachteile, wie ein örtliches Abreißen des Schmierfilms zwischen den Rollen und dem Käfig oder ein Verklemmen der Rollen in ihren Käfigtaschen sind ausgeschlossen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Mas¬ sivkäfigs für ein Rollenlager sowie das erwähnte Verfahren zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Käfigtaschen und des Längsradius der Stege eines Massivkä¬ figs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nä¬ her erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein vergrößerter Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht ei- nes Pendelrollenlagers ohne Außenring mit erfindungsgemäß ausgebildetem Massivkäfig und einer Rolle;
Figur 2/I einen ersten Querschnitt durch eine Käfigtasche des erfin¬ dungsgemäß ausgebildeten Massivkäfigs gemäß der Quer- schnittsebene I in Figur 1 ;
Figur 2/II einen zweiten Querschnitt durch eine Käfigtasche des erfin¬ dungsgemäß ausgebildeten Massivkäfigs gemäß der Quer¬ schnittsebene Il in Figur 1 ;
Figur 2/III einen dritten Querschnitt durch eine Käfigtasche des erfin¬ dungsgemäß ausgebildeten Massivkäfigs gemäß der Quer¬ schnittsebene III in Figur 1 ;
Figur 3 eine Veranschaulichung des Schrittes a) des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Käfigta¬ schen sowie des Längsradius SLR der Stege eines Massivkäfigs;
Figur 4 eine Veranschaulichung der Schritte b) und c) des erfindungs- gemäßen Verfahrens zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Kä¬ figtaschen sowie des Längsradius SLR der Stege des Massivkä¬ figs;
Figur 5 eine Veranschaulichung der Schritte d) und e) des erfindungs- gemäßen Verfahrens zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Kä- figtaschen sowie des Längsradius SLR der Stege des Massivkä¬ figs;
Figur 6 eine Veranschaulichung des Schrittes f) des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Käfigta- sehen sowie des Längsradius SLR der Stege des Massivkäfigs;
Figur 7 eine Veranschaulichung des Schrittes g) des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Käfigta¬ schen sowie des Längsradius SLR der Stege des Massivkäfigs;
Figur 8 eine Veranschaulichung der Schritte I) und m) des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens zur Ermittlung des Bohrwinkels ß der Kä¬ figtaschen sowie des Längsradius SLR der Stege des Massivkä¬ figs;
Figur 9 eine verkleinerte Gesamtansicht des erfindungsgemäß ausge¬ bildeten Massivkäfigs;
Figur 10 eine vergrößerte Darstellung des Längsschnittes A - A gemäß Figur 9 durch eine Käfigtasche des erfindungsgemäß ausgebil¬ deten Massivkäfigs.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus Figur 1 geht deutlich ein als zweireihiges Pendelrollenlager ausgebildetes Rollenlager 1 hervor, welches im Wesentlichen aus einem nicht dargestellten äußeren Lagerring und einem nicht näher bezeichneten inneren Lagerring so¬ wie aus einer Anzahl zwischen den Lagerringen in zwei Reihen nebeneinander auf deren Laufbahnen abrollenden Rollen 11 besteht, die durch einen als Kammkäfig ausgebildeten Massivkäfig 2 in gleichmäßigen Abständen zueinan¬ der gehaltenen werden. Deutlich sichtbar besteht dieser Massivkäfig 2 dabei aus einem umlaufenden massiven Käfigring 3, der an jeder seiner beiden axia¬ len Seitenflächen 4, 5 eine Reihe 6, 7 sich im Wesentlichen in Lagerachsrich¬ tung vom Käfigring 3 wegerstreckende sowie gleichmäßig zueinander beab- standete, massive Stege 8 aufweist. Die gegenüberliegenden Axialflächen 9, 10 zweier benachbarter Stege 8 jeder Reihe 6, 7 sind darüber hinaus mit einer der Mantelfläche 12 der Rollen 11 des Rollenlagers 1 angepassten konkaven Form ausgebildet, so dass zwischen diesen Stegen 8 jeweils eine Käfigtasche 13 gebildet wird, in die eine Rolle 11 des Rollenlagers 1 einsetzbar ist.
Des Weiteren ist in Figur 1 dargestellt, dass zur Vermeidung des Anlaufens der Rollen 11 an den Axialkanten 15, 16, 17, 18 der Stege 8 ihrer Käfigtaschen 13 bei Betriebstemperatur des Rollenlagers 1 die Längsachse 14 jeder Käfigta- sehe 13 gegenüber dem Druckwinkel α des Rollenlagers 1 einen abweichenden Bohrwinkel ß aufweist. Dadurch wird erreicht, dass die Mantelflächen 12 der in die Käfigtaschen 13 eingesetzten Rollen 11 des Rollenlagers 1 , wie in den Fi¬ guren 2/I, 2/II und 2/III gezeigt wird, in jeder der in Figur 1 angedeuteten radia¬ len Querschnittsebenen I bis III der Rollen 11 sowohl zu den äußeren als auch zu den inneren Axialkanten 15, 16, 17, 18 der Stege 8 ihrer Käfigtasche 13 einen annähernd konstanten minimierten Radialabstand va bzw. Vj aufweisen, durch den ein Anlaufen der Rollen 11 an den Axialkanten 15, 16, 17, 18 der Stege 8 nicht mehr möglich ist. Der abweichenden Bohrwinkel ß jeder Käfigta¬ sche 13 ist dabei kleiner als der Druckwinkel α des Rollenlagers 1 und weist bei unterschiedlichen Lagergrößen abhängig von diesem unterschiedliche Werte auf. Unabhängig vom jeweiligen Lagertyp und von der Lagergröße ist dieser abweichenden Bohrwinkel ß jedoch durch ein in den Figuren 3 bis 10 veran¬ schaulichtes, einheitliches Verfahren ermittelbar, bei dem die relative Wärme¬ dehnung der aus einem anderen Werkstoff als der Massivkäfig 2 bestehenden Rollen 11 des Rollenlagers 1 zum Massivkäfig 2 bei maximalem und minima¬ lem Temperatureinsatz des Rollenlagers 1 berücksichtigt ist.
Bei diesem Verfahren erfolgt in einem ersten, in Figur 3 dargestellten Schritt zunächst das Festlegen einer ersten Querschnittsebene I durch den Mittelpunkt MR einer Rolle 11 des Rollenlagers 1 und anschließend die Anordnung des Mittelpunktes MDI des entsprechenden Rollendurchmessers DRi auf dem Schnittpunkt zwischen der senkrechten Rollenachse X und dem Teilkreis¬ durchmesser T des Käfigrings 3. Als zweiter Schritt erfolgt danach das in Figur 4 angedeutete Verschieben des Rollendurchmessers DR1 auf der senkrechten Rollenachse X aus der Teilkreis¬ lage nach außen um den Betrag vamax der Taschenluft sowie die Markierung eines Kontaktpunktes A des Rollendurchmessers Dm am Schnittpunkt zum Außendurchmesser D3 des Käfigrings 3. Dieser Kontaktpunkt A wird dann als dritter, ebenfalls in Figur 4 dargestellter Schritt nach außen entlang der verlän¬ gerten Verbindungslinie Vi zwischen diesem und dem Mittelpunkt M des Käfig¬ rings 3 um einen Betrag vtmjn verschoben, der der relativen Wärmedehnung von Rolle 11 und Massivkäfig 2 bei minimalem Temperatureinsatz des Rollenlagers 1 entspricht.
In gleicher Weise erfolgt danach in einem vierten und fünften Schritt der erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens das in Figur 5 veranschaulichte Verschieben des Rollendurchmessers DR1 auf der senkrechten Rollenachse X aus der Teilkreis¬ lage nach innen um den Betrag vimax der Taschenluft sowie die Markierung ei¬ nes Kontaktpunktes B des Rollendurchmessers DRi am Schnittpunkt zum In¬ nendurchmesser Dj des Käfigrings 3 und das Verschieben dieses Kontaktpunk¬ tes B nach innen entlang der Verbindungslinie V2 zwischen diesem und dem Mittelpunkt M des Käfigrings 3 um einen Betrag vtmax, der der relativen Wärme¬ dehnung von Rolle 11 und Massivkäfig 2 bei maximalem Temperatureinsatz des Rollenlagers 1 entspricht.
In Figur 6 ist dann dargestellt, dass als sechster Schritt das Verbinden der ver- schobenen Kontaktpunkte A und B mit einer Geraden Gi und die Bildung einer Mittelsenkrechten Li auf dieser Geraden Gi erfolgt, welche die senkrechte Rol¬ lenachse X in einem Punkt schneidet, der den Mittelpunkt Mn des Taschen¬ durchmessers Dti sowie den Radius des Taschenteilkreises TT1 in der ersten Querschnittsebene I ergibt.
Anschließend wird als siebter Schritt, wie in Figur 7 zu sehen ist, ein Kreis um den Mittelpunkt Mn mit einem Radius gezogen, der dem Abstand des Mittel¬ punktes Mt1 zu den verschobenen Kontaktpunkten A oder B entspricht, so dass sich als Ergebnis der Taschendurchmessers Du in der ersten Querschnittsebe¬ ne I durch die Rolle 11 des Rollenlagers 1 ergibt.
Danach erfolgt als zusammengefasste Schritte 8 und 9 des erfindungsgemä- ßen Verfahrens das Festlegen einer beliebigen zweiten und dritten Quer¬ schnittsebene Il und IM durch die Rolle 11 des Rollenlagers 1 innerhalb der Käfigtasche 13 sowie die Anordnung der Mittelpunkte MD2 und MD3 der ent¬ sprechenden Rollendurchmesser DR2 und DR3 auf dem Schnittpunkt zwischen senkrechter Rollenachse X und Teilkreisdurchmesser T des Käfigrings 3 mit anschließender zweifacher Wiederholung der Schritte 1 bis 7 für die zweite und dritte Querschnittsebene Il und IM, durch welche sich die Taschenmittelpunkte Mt2 und Mt3, die Taschendurchmessers Dt2 und Dt3 sowie die Radien der Ta¬ schenteilkreise TT2 und TT3 in der zweiten und dritten Querschnittsebene Il und IM durch die Rolle 11 des Rollenlagers 1 ergeben.
In einem in Figur 8 dargestellten zehnten Schritt werden dann die ermittelten Taschenmittelpunkte Mti bis Mt3 und die ermittelten Taschendurchmesser Dn bis Dt3 in eine maßstabsgerechte Schnittansicht durch die Käfigtasche 13 über¬ tragen, wobei die ermittelten Radien der Taschenteilkreise TT1 bis TT3 in jeder Querschnittsebene I bis IM den jeweiligen Bezugspunkt bilden. Durch die eben¬ falls in Figur 8 gezeigte Verbindung aller Taschenmittelpunkte Mn bis Mt3 mit einer Geraden G2 und die abschließende Vermessung des Winkels zwischen der durch die Verbindung entstandenen Geraden G2 und der Längsachse Lκ des Käfigrings 3 ergibt sich dann schließlich der Bohrwinkel ß der Käfigtaschen 13 des erfindungsgemäß ausgebildeten Massivkäfigs 2.
Zur weiteren Ermittlung des Längsradius SLR der Stege 8 jeder Käfigtasche 13 werden die ermittelten Taschendurchmesser Dti und Dt2 sowie Dt2 und Dt3 da¬ nach in einem elften, ebenfalls in Figur 8 angedeuteten Schritt zusätzlich noch mit jeweils einer Geraden G3 und G4 miteinander verbunden, auf denen die sich im Mittelpunkt MLR des Längsradius SLR der Stege 8 schneidenden jeweiligen Mittelsenkrechten L2 und L3 gebildet werden. Abschließend wird dann ein Kreis um den Mittelpunkt MLR mit einem Radius gezogen, der dem Abstand des Mit- telpunktes MLR ZU einem der Taschendurchmesser Dn bis D13 entspricht, und diese Radius um 90°um die waagerechte Rollenachse Y verschwenkt, so dass sich im Ergebnis der in den Figuren 9 und 10 zur besseren Veranschaulichung nochmals einzeln dargestellte Längsradius SLR der Stege 8 jeder Käfigtasche 13 ergibt.
Bezugszahlenliste
1 Rollenlager MD2 Mittelpunkt von DR2
2 Massivkäfig 35 MD3 Mittelpunkt von DR3
3 Käfigring X senkrechte Rollenachse
4 Seitenfläche Y waagerechte Rollenachse
5 Seitenfläche T Teilkreisdurchmesser von 3
6 Reihe vamax maximale Taschenluft außen
7 Reihe 40 Vimax maximale Taschenluft innen
8 Stege A Kontaktpunkt
9 Axialfläche B Kontaktpunkt
10 Axialfläche Da Außendurchmesser von 3
11 Rollen Di Innendurchmesser von 3
12 Mantelfläche 45 Vi erste Verbindungslinie
13 Käfigtasche V2 zweite Verbindungslinie
14 Längsachse M Mittelpunkt von 3
15 äußere Axialkante Vtmax relative Wärmedehnung bei ma
16 äußere Axialkante ximaler Betriebstemperatur
17 innere Axialkante 50 Vtmin relative Wärmedehnung bei mi
18 innere Axialkante nimaler Betriebstemperatur
I erste Querschnittsebene Gi erste Gerade
Il zweite Querschnittsebene G2 zweite Gerade
IM dritte Querschnittsebene G3 dritte Gerade α Druckwinkel von 1 55 G4 vierte Gerade ß Bohrwinkel von 13 D11 Taschendurchmesser in I
Va Radialbstand zu 15, 16 Dt2 Taschendurchmesser in Il
Vi Radialabstand zu 17, 18 D13 Taschendurchmesser in IM
SLR Längsradius von 8 M11 Mittelpunkt von Dti
MR Mittelpunkt von 11 60 M,2 Mittelpunkt von Dt2
Dm Rollendurchmesser in I M13 Mittelpunkt von Dt3
DR2 Rollendurchmesser in Il TT1 Taschenteilkreisradius in I
DR3 Rollendurchmesser in III TT2 Taschenteilkreisradius in Il
MDI Mittelpunkt von DR1 TT3 Taschenteilkreisradius in IM FAG 1504-HZA 12
Li Mittelsenkrechte auf Gi
L2 Mittelsenkrechte auf G2
L3 Mittelsenkrechte auf G3
MLR Mittelpunkt des Längsradius von 8

Claims

Patentansprüche
1. Massivkäfig für ein Rollenlager, insbesondere für ein zweireihiges Pendelrol¬ lenlager, bestehend aus einem umlaufenden massiven Käfigring (3), der an jeder seiner beiden axialen Seitenflächen (4, 5) eine Reihe (6, 7) sich im Wesentlichen in Lagerachsrichtung vom Käfigring (3) wegerstreckende so¬ wie gleichmäßig zueinander beabstandete, massive Stege (8) aufweist, wo- bei die gegenüberliegenden Axialflächen (9, 10) zweier benachbarter Stege (8) jeder Reihe (6, 7) mit einer der Mantelfläche (12) der Rollen (11 ) des Rol¬ lenlagers (1) angepassten konkaven Form ausgebildet sind und zwischen diesen Stegen (8) jeweils eine Käfigtasche (13) gebildet wird, in die eine Rol¬ le (11) des Rollenlagers (1) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (14) jeder Käfigtasche (13) gegenüber dem Druckwinkel (α) des Rollenlagers (1) einen derart abweichenden Bohrwinkel (ß) aufweist, dass die Mantelflächen (12) der in die Käfigtaschen (13) eingesetzten Rollen (11) des Rollenlagers (1) in jeder radialen Querschnittsebene (I bis III) der Rollen (11) sowohl zu den äußeren als auch zu den inneren Axialkanten (15, 16, 17, 18) der Stege (8) ihrer Käfigtasche (13) einen annähernd konstanten minimierten Radialabstand (va bzw. Vi) aufweisen.
2. Massivkäfig nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der abwei¬ chenden Bohrwinkel (ß) jeder Käfigtasche (13) grundsätzlich kleiner als der Druckwinkel (α) des jeweiligen Rollenlagers (1 ) ist und abhängig von diesem unterschiedliche Werte aufweist, jedoch durch ein einheitliches Verfahren ermittelbar ist, bei dem die relative Wärmedehnung der aus einem anderen Werkstoff als der Massivkäfig (2) bestehenden Rollen (11 ) des Rollenlagers (1 ) zum Massivkäfig (2) bei maximalem und minimalem Temperatureinsatz des Rollenlagers (1 ) berücksichtigt ist.
Verfahren zur Ermittlung des Bohrwinkels (ß) der Käfigtaschen (13) sowie des Längsradius (SLR) der Stege (8) eines Massivkäfigs (2) mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Festlegen einer ersten Querschnittsebene (I) durch den Mittelpunkt (MR) einer Rolle (11 ) des Rollenlagers (1 ) und Anordnung des Mittelpunktes
(MDi) des entsprechenden Rollendurchmessers (Dm) auf dem Schnitt¬ punkt zwischen senkrechter Rollenachse (X) und Teilkreisdurchmesser (T) des Käfigrings (3);
b) Verschieben des Rollendurchmessers (DR1) auf der senkrechten Rollen¬ achse (X) aus der Teilkreislage nach außen um den Betrag (vamax) der Taschenluft und Markierung eines Kontaktpunktes (A) des Rollendurch¬ messers (DR1) am Schnittpunkt zum Außendurchmesser (Da) des Käfig¬ rings (3);
c) Verschieben des Kontaktpunktes (A) nach außen entlang der verlängerten Verbindungslinie (V1) zwischen diesem und dem Mittelpunkt (M) des Kä¬ figrings (3) um einen Betrag (vtmin), der der relativen Wärmedehnung von Rolle (11) und Massivkäfig (2) bei minimalem Temperatureinsatz des RoI- lenlagers (1 ) entspricht;
d) Verschieben des Rollendurchmessers (DR1) auf der senkrechten Rollen¬ achse (X) aus der Teilkreislage nach innen um den Betrag (vimax) der Ta¬ schenluft und Markierung eines Kontaktpunktes (B) des Rollendurchmes- sers (DR1) am Schnittpunkt zum Innendurchmesser (Dj) des Käfigrings (3);
e) Verschieben des Kontaktpunktes (B) nach innen entlang der Verbindungs¬ linie (V2) zwischen diesem und dem Mittelpunkt (M) des Käfigrings (3) um einen Betrag (vW), der der relativen Wärmedehnung von Rolle (11) und Massivkäfig (2) bei maximalem Temperatureinsatz des Rollenlagers (1 ) entspricht;
f) Verbinden der verschobenen Kontaktpunkte (A und B) mit einer Geraden (Gi) und Bildung einer Mittelsenkrechten (Li) auf dieser Geraden (Gi), welche die senkrechte Rollenachse (X) in einem Punkt schneidet, der den Mittelpunkt (Mt-ι) des Taschendurchmessers (Dn ) sowie den Radius des Taschenteilkreises (TT1) in der ersten Querschnittsebene (I) ergibt;
g) Ziehen eines Kreises um den Mittelpunkt (Mti) mit einem Radius, der dem Abstand des Mittelpunktes (Mti) zu den verschobenen Kontaktpunkten (A oder B) entspricht und Erhalt des Taschendurchmessers (Dt-ι) in der ers¬ ten Querschnittsebene (I) durch die Rolle (11) des Rollenlagers (1);
h) Festlegen einer zweiten Querschnittsebene (II) durch eine Rolle (11) des Rollenlagers (1 ) innerhalb der Käfigtasche (13) und Anordnung des Mittel¬ punktes (MD2) des entsprechenden Rollendurchmessers (DR2) auf dem Schnittpunkt zwischen senkrechter Rollenachse (X) und Teilkreisdurch- messer (T) des Käfigrings (3);
i) Wiederholung der Schritte b) bis g) für die zweite Querschnittsebene (II) durch die Rolle (11) des Rollenlagers (1 ) und Erhalt des Taschenmittel¬ punktes (Mt2), des Taschendurchmessers (Dt2) und des Radius des Ta- schenteilkreises (TT2) in der zweiten Querschnittsebene (II) durch die Rol¬ le (11 ) des Rollenlagers (1);
j) Festlegen einer dritten Querschnittsebene (III) durch eine Rolle (11 ) des Rollenlagers (1 ) innerhalb der Käfigtasche (13) und Anordnung des Mittel- punktes (MD3) des entsprechenden Rollendurchmessers (DR3) auf dem
Schnittpunkt zwischen senkrechter Rollenachse (X) und Teilkreisdurch¬ messer (T) des Käfigrings (3); k) Wiederholung der Schritte b) bis g) für die dritte Querschnittsebene (III) durch die Rolle (11 ) des Rollenlagers (1 ) und Erhalt des Taschenmittel¬ punktes (M13), des Taschendurchmessers (Dt3) und des Radius des Ta¬ schenteilkreises (TT3) in der dritten Querschnittsebene (IM) durch die Rolle (11 ) des Rollenlagers (1 );
I) Übertragung der ermittelten Taschenmittelpunkte (Mn bis Mt3) und der Ta¬ schendurchmesser (Dti bis Dt3) in eine maßstabsgerechte Schnittansicht durch die Käfigtasche (13), wobei die ermittelten Radien der Taschenteil- kreise (TT1 bis TT3) in jeder Querschnittsebene (I bis IM) den jeweiligen
Bezugspunkt bilden;
m)Verbindung aller Taschenmittelpunkte (Mn bis Mt3) mit einer Geraden (G2) und Vermessung des Winkels zwischen der durch die Verbindung ent- standenen Geraden (G2) und der Längsachse (Lκ) des Käfigrings (3) mit
Erhalt des Bohrwinkels (ß) der Käfigtaschen (13);
n) Verbindung der ermittelten Taschendurchmesser (Dn und D12 sowie Dt2 und D13) mit jeweils einer Geraden (G3 und G4) und Bildung der jeweiligen Mittelsenkrechten (L2 und L3) auf beiden Geraden (G3 und G4), die sich im
Mittelpunkt (MLR) des Längsradius (SLR) der Stege (8) schneiden;
o) Ziehen eines Kreises um den Mittelpunkt (MLR) mit einem Radius, der dem Abstand des Mittelpunktes (MLR) ZU einem der Taschendurchmesser (Dti bis Dt3) entspricht, Verschwenken dieses Radius um 90°um die waage¬ rechte Rollenachse (Y) mit Erhalt des Längsradius (SLR) der Stege (8) je¬ der Käfigtasche (13).
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