EP1877672A2 - Wälzlager mit einem bolzenkäfig mit stellelementen an den bolzen zur änderung der schräkung der wälzkörper mittels temperaturabhängiger formänderung der stellelementen, z.b. mittels einer formgedächtnislegierung - Google Patents

Wälzlager mit einem bolzenkäfig mit stellelementen an den bolzen zur änderung der schräkung der wälzkörper mittels temperaturabhängiger formänderung der stellelementen, z.b. mittels einer formgedächtnislegierung

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EP1877672A2
EP1877672A2 EP06742284A EP06742284A EP1877672A2 EP 1877672 A2 EP1877672 A2 EP 1877672A2 EP 06742284 A EP06742284 A EP 06742284A EP 06742284 A EP06742284 A EP 06742284A EP 1877672 A2 EP1877672 A2 EP 1877672A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cage
rolling
bearing
ring
pin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06742284A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg SPIELFELD
Stefan GLÜCK
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IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
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    • F16C33/52—Cages for rollers or needles with no part entering between, or touching, the bearing surfaces of the rollers
    • F16C33/523—Cages for rollers or needles with no part entering between, or touching, the bearing surfaces of the rollers with pins extending into holes or bores on the axis of the rollers

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing, with an inner race, aitherlauf- ring, several arranged between the races and guided in a bearing cage rolling elements, wherein the bearing cage for receiving the rolling elements circumferentially equally distributed arranged and axially aligned cage pin, each fixed on one side to a cage ring are, and on each of which a rolling body is rotatably mounted with a central bearing bore.
  • a roller bearing consists in a simple embodiment of two races, the inner race and the outer race ring, and the rolling elements and the bearing cage. With a relative rotation of the inner race relative to the outer race, the rolling elements roll on the raceways of the races.
  • the rolling movement of the rolling elements consists of a rolling movement and a sliding movement on the raceways of the races, wherein the rolling movement predominates and provides in comparison to a pure sliding movement for a much lower frictional resistance.
  • the bearing cage By the bearing cage, the rolling elements between the races over the circumference uniformly distributed and spaced from each other, whereby a uniform load on the bearing components over the circumference, a smooth and smooth running, low wear and a long life and a small rotational resistance of the bearing is achieved ,
  • bearings of the bearing cage is often formed as a so-called pin cage and then has mainly axially aligned cage pin for supporting and guiding the rolling elements.
  • axial webs between the rolling elements are avoided in comparison to provided with rolling bearing cages axial webs, so that the circumferential distance of the rolling elements can be reduced to each other and with otherwise the same dimensions a total of more rolling elements can be distributed over the circumference.
  • a roller bearing with a pin cage has the same external load bearing capacity and a more exact guidance of the rolling elements.
  • a possible embodiment of such a roller bearing is described for example in DE 100 31 427 C2.
  • the cage bolts are mounted in two axially arranged laterally of the rolling elements cage rings, which although a high stability of the bearing cage results, but is disadvantageously associated with a large axial width of the bearing.
  • the cage bolts are fixed on one side to a cage ring, and the rolling elements are each secured with end mounted on the cage bolt thin-walled Endkap- pen, which can be carried out individually or combined in a common annular end cap.
  • the axial securing of the rolling bodies can also be arranged via a ring arranged on one of the races. Neten annular guide bar done.
  • Double-row roller bearings provided with a pin cage can be made particularly compact by fastening the cage bolts of both bearing rows to a common, centrally arranged cage ring.
  • roller bearings with largely free-standing cage bolts have the disadvantage that the cage bolts can bend at high load circumferentially opposite to the direction of rotation, which leads to a tilting of the rolling elements called Schränkung, which has an increased bearing resistance and increased wear of the bearing components involved. There is therefore a need to suppress the load-dependent setting of the rolling elements, compensate or adjust specifically for adaptation to certain mechanical and thermal loads.
  • the invention is therefore the object of developing a rolling bearing of the type mentioned in the simplest and most cost-effective manner with regard to improved operating characteristics.
  • the invention is based on the finding that by the arrangement of temperature-dependent active passive actuators on the cage pin of the bearing cage an automatic load-dependent change or adjustment of the pitch of the rolling elements and thus an adaptation of the bearing to the current load is possible. It can be exploited for the passive control of the actuators the fact that the operating temperature of the bearing increases with increasing load due to friction. About that In addition, it is also possible to actively influence by adjusting the heating or cooling element in the vicinity of the installation of a rolling bearing, the setting of the setting of the relevant rolling bearing.
  • the invention relates according to the features of the main claim therefore a rolling bearing with an inner race, an outer race, a plurality arranged between the races and guided in a bearing cage rolling elements, in which the bearing cage for receiving the rolling elements circumferentially equally distributed and axially aligned cage pin, each having a - Are attached to a cage ring side, and on each of which a rolling body is rotatably mounted with a central bearing bore.
  • the bearing cage is provided on each of the cage bolts with at least one passive control element, by means of which a setting of the associated rolling element by a temperature-dependent change in shape of
  • Whitlemen- tes is variable.
  • the temperature-dependent change in shape may consist of an elongation of the adjusting element, a bending of the adjusting element or a combination of the two.
  • the material used for the adjusting elements is preferably a shape memory alloy, for example a nickel-titanium alloy used, from which the adjusting elements, depending on the design, at least partially.
  • Shape memory alloys exhibit significantly greater shape changes, such as elongation and flexure, with high mechanical and thermal resilience than known materials for passive actuators, e.g. Bimetal.
  • the shape changes of the shape memory alloys are caused by internal microstructural transformation between martensite and austenite, which occur in a relatively small temperature range. Therefore, strain-altering alloys are particularly suitable for use in passive actuators in temperature dependent function applications. For example, applications for thermostatic valves of engine cooling and fan clutches of brake systems of motor vehicles are already known.
  • JP 06200933 A JP 63009720 A and JP 01060243 A also known components of shape memory alloys for temperature-dependent influencing the axial or radial installation play of rolling bearings.
  • nickel-titanium alloys are particularly well suited, since their structural transformation takes place in the temperature range of -35 ° C to + 85 ° C, which is frequently affected in practical operation.
  • Nickel-titanium alloys also have good damping properties, which improves their smoothness when used in rolling bearings.
  • the cage bolts are rigidly mounted in the cage ring, and the respectively associated actuator is designed as a circumferentially effective bending joint, which is arranged outside of the cage ring between the bolt and the bolt leg of the respective cage pin.
  • the setting of the rolling elements is adjusted directly by a temperature-dependent pivoting of the cage bolts via the adjusting elements, whereby these due to the force Transmission between the stud shafts and the pin bases of the cage bolts must be dimensioned accordingly strong.
  • the cage pins are limited in the circumferential direction pivotally mounted in the cage ring about an annular radial axis of articulation, and the respective associated actuator is designed as a support web, the at least one side outside of the cage ring circumferentially angled between the cage ring and the Bolt foot of the respective cage pin is arranged.
  • the cage bolts are pivoted in the circumferential direction by a temperature-dependent expansion and / or bending of the associated adjusting elements and thereby caused a reduction or increase in the effective length of the adjusting elements.
  • the adjusting elements are in this case expediently asymmetrically effective and arranged respectively with respect to the longitudinal axis of the associated cage pin and thus each have as a function of temperature an opposite or different strain and / or a circumferentially rectified bend on.
  • the cage bolts are also each limited to a ring-side radial hinge axis in the circumferential direction pivotally mounted in the cage ring.
  • the respective adjusting element is now designed as an expansion element which is arranged within the cage ring with a substantially circumferential alignment spaced from the hinge axis in operative contact with the bolt foot of the relevant cage bolt.
  • the effect of the control elements is the same in this design as in the embodiment described above. Due to the arrangement of the adjusting elements within the bearing ring but the axial width of the Wälzla- gers is advantageously reduced.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the rolling bearing according to the invention with reference to a section of a cylindrical roller bearing
  • Figure 2 shows a second embodiment with reference to a section of a cylindrical roller bearing
  • FIG 3 shows a third embodiment with reference to a section of a spherical roller bearing.
  • a partially formed in Fig. 1, designed as a cylindrical roller bearing 2 rolling bearing 1 has a bearing cage 3 with a cage ring 4, on which a plurality of circumferentially equally distributed and arranged axially aligned fig pins 5 are arranged.
  • the cage bolts 5 are each attached to one side of the cage ring 4.
  • rolling elements 6 is rotatably mounted with a central bearing bore 8.
  • the cage bolts 5 are each fixed rigidly in the cage ring 4 and have a temperature-sensitive passive actuator 10 which preferably at least partially consists of a shape memory alloy, such as a nickel-titanium alloy, and therefore in principle a temperature-dependent change in shape, ie an elongation and / or a bend.
  • a shape memory alloy such as a nickel-titanium alloy
  • Weak control element 10 is arranged outside the cage ring 4 between the bolt foot 11 and the bolt shank 12 of the respective cage bolt 5 and formed as a circumferentially effective bending joint 13.
  • the cage pin 5 are each limited by a ring-side radial hinge axis 16 limited circumferentially in the cage ring 4 attached.
  • the cage pin 5 two designed as support webs 17 temperature-sensitive passive actuators 10 are arranged outside the cage ring 4 circumferentially angled between the cage ring 4 and the Bolzenfuß 11 of the respective cage bolt 5 are attached.
  • the cage pins 5 are pivoted by a temperature-dependent expansion and / or bending of the associated adjusting elements 10 in the direction of rotation 15 or counter to the direction of rotation 15 of the bearing 1 and thus changed the setting of the relevant rolling element 6.
  • the two support webs 17 arranged on a cage bolt 5 would each have the opposite effect with symmetrical design and arrangement with respect to the pivoting movement, in this case an asymmetrical design and / or arrangement of the adjustment elements 10 with respect to the longitudinal axis 18 of the associated cage bolt 5 is required.
  • the two support bars therefore, each have an opposite or different strain and / or a circumferentially rectified bend as a function of the temperature.
  • a rolling bearing 1 designed as a double-row spherical roller bearing 19 has two adjacent cage rings 4, on each of which a plurality of cage bolts 5 are arranged uniformly distributed on the circumference.
  • each trained as a barrel roller 20 rolling elements 6 is rotatably mounted with a central bearing bore 8 and secured end by means of an end cap 21.
  • the cage bolts 5 are fastened in their respective cage ring 4 so as to be pivotable about their circumference at the periphery by a bolt-side radial hinge axis 16.
  • An effective as an expansion element 22 temperature-sensitive passive actuator 10 is disposed in each case within the respective cage ring 4 with circumferential alignment and spaced from the hinge axis 16 in operative contact with the Bolzenfuß 11 of the cage pin 5.
  • the effect of the adjusting elements 10 in this design is the same as in the previously described embodiment. Due to the arrangement of the adjusting elements 10 within the bearing ring 4 but the axial width of the rolling bearing 1 is advantageously reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1), mit einem Innenlaufring, einem Außenlaufring, mehreren zwischen den Laufringen angeordneten und in einem Lagerkäfig (3) geführten Wälzkörpern (6), wobei der Lagerkäfig (3) zur Aufnahme der Wälzkörper (6) umfangsseitig gleich verteilt angeordnete und axial ausgerichte te Käfigbolzen (5) aufweist, die jeweils einseitig an einem Käfigring (4) befestigt sind, und auf denen jeweils ein Wälzkörper (6) mit einer zentralen Lagerboh rung (8) drehbar gelagert ist. Zur Verbesserung der Betriebseigenschaften des Wälzlagers (1) ist der Lagerkäfig (3) an jedem der Käfigbolzen (5) mit mindestens einem passiven Stellelement (10) versehen, durch das die Schränkung des zugeordneten Wälzkörpers (6) durch eine temperaturabhängige Formänderung des Stellelementes (10) veränderbar ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, mit einem Innenlaufring, einem Außenlauf- ring, mehreren zwischen den Laufringen angeordneten und in einem Lagerkäfig geführten Wälzkörpern, wobei der Lagerkäfig zur Aufnahme der Wälzkörper umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und axial ausgerichtete Käfigbolzen aufweist, die jeweils einseitig an einem Käfigring befestigt sind, und auf denen jeweils ein Wälzkörper mit einer zentralen Lagerbohrung drehbar gelagert ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Wälzlager besteht in einer einfachen Ausführungsform aus zwei Laufringen, dem Innenlaufring und dem Außenlauf ring, sowie den Wälzkörpern und dem Lagerkäfig. Bei einer relativen Drehung des Innenlaufrings gegenüber dem Außenlaufring wälzen sich die Wälzkörper auf den Laufbahnen der Laufringe ab. Dabei setzt sich die Wälzbewegung der Wälzkörper aus einer Abrollbewegung und einer Gleitbewegung auf den Laufbahnen der Laufringe zusammen, wobei die Abrollbewegung überwiegt und im Vergleich zu einer reinen Gleitbewegung für einen sehr viel geringeren Reibungswiderstand sorgt.
Durch den Lagerkäfig werden die Wälzkörper zwischen den Laufringen über den Umfang gleichverteilt und beabstandet voneinander geführt, wodurch eine gleichmäßige Belastung der Lagerbauteile über den Umfang, ein runder und ruhiger Lauf, ein geringer Verschleiß bzw. eine hohe Lebensdauer und ein kleiner Drehwiderstand des Wälzlagers erzielt wird.
Bei geometrisch größeren Wälzlagern ist der Lagerkäfig häufig als ein so genannter Bolzenkäfig ausgebildet und weist dann vorwiegend axial ausgerichtete Käfigbolzen zur Lagerung und Führung der Wälzkörper auf. Hierdurch werden im Vergleich zu mit Wälzkörpertaschen versehenen Lagerkäfigen axiale Stege zwischen den Wälzkörpern vermieden, so dass der umfangsseitige Abstand der Wälzkörper zueinander verringert werden kann und bei sonst gleichen Abmessungen insgesamt mehr Wälzkörper über den Umfang verteilt angeordnet werden können.
Im Vergleich zu anderen Bauarten weist ein Wälzlager mit Bolzenkäfig bei glei- chen Außenabmessungen eine höhere Tragkraft und eine exaktere Führung der Wälzkörper auf. Eine mögliche Ausführungsform eines derartigen Wälzlagers ist beispielsweise in der DE 100 31 427 C2 beschrieben. Bei dieser Ausführung sind die Käfigbolzen in zwei axial seitlich der Wälzkörper angeordneten Käfigringen befestigt, welches zwar eine hohe Stabilität des Lagerkäfigs ergibt, aber nachteilig mit einer großen axialen Breite des Wälzlagers verbunden ist.
In einer anderen möglichen Ausführungsform eines derartigen Wälzlagers sind die Käfigbolzen einseitig an einem Käfigring befestigt, und die Wälzkörper sind jeweils mit endseitig auf den Käfigbolzen befestigten dünnwandigen Endkap- pen gesichert, die einzeln ausgeführt oder in einer gemeinsamen ringförmigen Endkappe zusammengefasst sein können. Alternativ dazu kann die axiale Sicherung der Wälzkörper ebenfalls über einen an einem der Laufringe angeord- neten ringförmigen Führungssteg erfolgen. Mit einem Bolzenkäfig versehene zweireihige Wälzlager können besonders kompakt ausgeführt werden, indem die Käfigbolzen beider Lagerreihen an einem gemeinsamen, mittig angeordneten Käfigring befestigt werden.
Wälzlager mit weitgehend freikragenden Käfigbolzen haben allerdings den Nachteil, dass sich die Käfigbolzen bei hoher Last umfangsseitig entgegen der Drehrichtung durchbiegen können, welches zu einer als Schränkung bezeichneten Schrägstellung der Wälzkörper führt, die einen erhöhten Lagerwiderstand und einen verstärkten Verschleiß der betroffenen Lagerbauteile zur Folge hat. Es besteht daher ein Bedarf, die belastungsabhängige Schränkung der Wälzkörper zu unterdrücken, auszugleichen oder zur Anpassung an bestimmte mechanische und thermische Belastungen gezielt einzustellen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der eingangs genannten Art auf möglichst einfache und kostengünstige Weise im Hinblick auf verbesserte Betriebseigenschaften weiterzubilden.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Anordnung temperaturabhängig wirksamer passiver Stellelemente an den Käfigbolzen des Lagerkäfigs eine selbsttätige belastungsabhängige Veränderung bzw. Einstellung der Schränkung der Wälzkörper und damit eine Anpassung des Wälzlagers an die momentane Belastung möglich ist. Dabei kann zur passiven Steuerung der Stellelemente die Tatsache ausgenutzt werden, dass die Betriebstemperatur des Wälzlagers mit zunehmender Belastung reibungsbedingt ansteigt. Darüber hinaus ist es auch möglich, durch eine Anordnung eines Heiz- oder Kühlelementes in der Nähe des Einbauortes eines Wälzlagers die Einstellung der Schränkung des betreffenden Wälzlagers aktiv zu beeinflussen.
Die Erfindung betrifft gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs daher ein Wälzlager mit einem Innenlaufring, einem Außenlaufring, mehreren zwischen den Laufringen angeordneten und in einem Lagerkäfig geführten Wälzkörpern, bei dem der Lagerkäfig zur Aufnahme der Wälzkörper umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und axial ausgerichtete Käfigbolzen aufweist, die jeweils ein- seitig an einem Käfigring befestigt sind, und auf denen jeweils ein Wälzkörper mit einer zentralen Lagerbohrung drehbar gelagert ist. Zudem ist vorgesehen, dass der Lagerkäfig an jedem der Käfigbolzen mit mindestens einem passiven Stellelement versehen ist, durch welche eine Schränkung des zugeordneten Wälzkörpers durch eine temperaturabhängige Formänderung des Stellelemen- tes veränderbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wälzlagers gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.
Durch die Anordnung der passiven Stellelemente an den Käfigbolzen des Lagerkäfigs kann die Schränkung der Wälzkörper mit zunehmender Belastung, die mit einer ansteigenden Temperatur verbunden ist, ohne eine äußere Steuerungseinwirkung, abhängig von der konkreten Anwendung und dem gewünschten Wirkzusammenhang, durch eine entsprechende Ausbildung und geometri- sehe Anordnung der Stellelemente vergrößert, verkleinert oder konstant gehalten werden.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung dieser Stellelemente kann die tempe- raturabhängige Formänderung in einer Dehnung des Stellelementes, einer Bie- gung des Stellelementes oder in einer Kombination aus beidem bestehen. Als Material für die Stellelemente wird bevorzugt eine Formgedächtnislegierung, beispielsweise eine Nickel-Titan-Legierung verwendet, aus der die Stellelemente je nach Ausführung zumindest teilweise bestehen.
Formgedächtnislegierungen weisen bei hoher mechanischer und thermischer Belastbarkeit deutlich größere Formänderungen, wie Dehnung und Biegung, auf als bekannte Materialien für passive Stellelemente, wie z.B. Bimetall. Die Formänderungen der Formgedächtnislegierungen werden durch innere Gefügeumwandlung zwischen Martensit und Austenit hervorgerufen, die in einem relativ kleinen Temperaturbereich auftreten. Daher sind Formänderungslegierungen besonders für eine Verwendung in passiven Stellelementen bei Anwendungen mit temperaturabhängigen Funktionen geeignet. So sind beispielsweise schon Anwendungen bei Thermostatventilen von Motorkühlungen und bei Lüfterkupplungen von Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt.
Ebenso sind, beispielsweise aus der JP 06200933 A, der JP 63009720 A und der JP 01060243 A auch Bauteile aus Formgedächtnislegierungen zur tempe- raturabhängigen Beeinflussung des axialen oder radialen Einbauspiels von Wälzlagern bekannt. Für derartige Anwendungen sind Nickel-Titan-Legierun- gen besonders gut geeignet, da deren Gefügeumwandlung in dem im praktischen Betriebseinsatz häufig betroffenen Temperaturbereich von -35° C bis +85° C stattfindet. Nickel-Titan-Legierungen weisen auch gute Dämpfungseigenschaften auf, was bei einer Anwendung in Wälzlagern deren Laufruhe verbessert.
In einer ersten Ausführungsform des Wälzlagers gemäß der Erfindung sind die Käfigbolzen starr in dem Käfigring befestigt, und das jeweils zugeordnete Stellelement ist als ein umfangsseitig wirksames Biegegelenk ausgebildet, welches außerhalb des Käfigrings zwischen dem Bolzenfuß und dem Bolzenschaft des betreffenden Käfigbolzens angeordnet ist. Somit wird die Schränkung der Wälzkörper unmittelbar durch eine temperaturabhängige Verschwenkung der Käfigbolzen über die Stellelemente eingestellt, wobei diese aufgrund der Kraft- Übertragung zwischen den Bolzenschäften und der Bolzenfüße der Käfigbolzen entsprechend stark dimensioniert sein müssen.
In einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wälzlagers sind die Käfigbolzen jeweils um eine ringseitige radiale Gelenkachse begrenzt in Umfangsrichtung schwenkbar in dem Käfigring befestigt sind, und das jeweils zugeordnete Stellelement ist als ein Stützsteg ausgebildet, der mindestens einseitig außerhalb des Käfigrings umfangsseitig abgewinkelt zwischen dem Käfigring und dem Bolzenfuß des betreffenden Käfigbolzens angeordnet ist. Hierbei werden die Käfigbolzen in Umfangsrichtung durch eine temperaturabhängige Dehnung und/oder Biegung der zugeordneten Stellelemente sowie eine dadurch bewirkte Verringerung oder Vergrößerung der wirksamen Länge der Stellelemente verschwenkt. Damit dies auch bei beidseitiger Anordnung von Stellelementen an den Käfigbolzen ohne gegenseitige Behinderung möglich ist, sind die Stellelemente in diesem Fall zweckmäßig jeweils bezüglich der Längsachse des zugeordneten Käfigbolzens asymmetrisch wirksam ausgebildet und angeordnet, weisen also jeweils als Funktion der Temperatur eine entgegengesetzte oder unterschiedliche Dehnung und/oder eine umfangseitig gleichgerichtete Biegung auf.
In einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wälzlagers sind die Käfigbolzen ebenfalls jeweils um eine ringseitige radiale Gelenkachse begrenzt in Umfangsrichtung schwenkbar in dem Käfigring befestigt. Das jeweilige Stellelement ist aber nun als ein Dehnelement ausgebildet, das innerhalb des Käfig- rings mit weitgehend umfangsseitiger Ausrichtung beabstandet von der Gelenkachse in Wirkkontakt mit dem Bolzenfuß des betreffenden Käfigbolzens angeordnet ist. Die Wirkung der Stellelemente ist bei dieser Bauform dieselbe wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Durch die Anordnung der Stellelemente innerhalb des Lagerrings ist aber die axiale Breite des Wälzla- gers vorteilhaft reduziert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
Figur 1 eine erste Ausführungsform des Wälzlagers gemäß der Erfindung anhand eines Ausschnitts eines Zylinderrollenlagers;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform anhand eines Ausschnitts eines Zylinderrollenlagers;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform anhand eines Ausschnitts eines Tonnenlagers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Ein ausschnittweise in Fig. 1 abgebildetes, als Zylinderrollenlager 2 ausgebildetes Wälzlager 1 weist einen Lagerkäfig 3 mit einem Käfigring 4 auf, an dem mehrere umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und axial ausgerichtete Kä- figbolzen 5 angeordnet sind. Die Käfigbolzen 5 sind jeweils einseitig an dem Käfigring 4 befestigt. Auf jedem der Käfigbolzen 5 ist ein als eine Zylinderrolle 7 ausgebildeter Wälzkörper 6 mit einer zentralen Lagerbohrung 8 drehbar gelagert.
Die endseitige Sicherung der Wälzkörper 6 wird durch einen ringförmigen Führungssteg 9 eines der Laufringe sichergestellt. Vorliegend sind die Käfigbolzen 5 jeweils starr in dem Käfigring 4 befestigt und weisen ein temperatursensitives passives Stellelement 10 auf, das bevorzugt zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung, wie beispielsweise einer Nickel-Titan-Legierung, besteht, und daher prinzipiell eine temperaturabhängige Formänderung, also eine Dehnung und/oder eine Biegung, vollziehen kann. Vorliegend ist das je- weilige Stellelement 10 außerhalb des Käfigrings 4 zwischen dem Bolzenfuß 11 und dem Bolzenschaft 12 des betreffenden Käfigbolzens 5 angeordnet sowie als ein umfangsseitig wirksames Biegegelenk 13 ausgebildet.
Durch eine temperaturabhängige Verschwenkung des Stellelementes 10 ergibt sich eine selbsttätige Drehung 14 der Käfigbolzen 5 in Drehrichtung 15 oder entgegen der Drehrichtung 15 des Wälzlagers 1 und damit eine entsprechende Schränkung der Wälzkörper 6. Dies kann dazu genutzt werden, eine gewünschte Schränkung der Wälzkörper 6 einzustellen oder eine unerwünschte, durch die mechanische Belastung des Wälzlagers 1 hervorgerufene Schränkung zu kompensieren. Da die Belastungskräfte des Käfigbolzens 5 vollständig über das Stellelement 10 in den Käfigring 4 übertragen werden, ist das Stellelement 10 entsprechend stark dimensioniert.
Bei einem ausschnittweise in Fig. 2 abgebildeten, ebenfalls als Zylinderrollenlager 2 ausgebildeten Wälzlager 1 , sind die Käfigbolzen 5 jeweils um eine ring- seitige radiale Gelenkachse 16 begrenzt umfangsseitig schwenkbar in dem Käfigring 4 befestigt. An den Käfigbolzen 5 sind jeweils zwei als Stützstege 17 ausgebildete temperatursensitive passive Stellelemente 10 angeordnet, die außerhalb des Käfigrings 4 umfangsseitig abgewinkelt zwischen dem Käfigring 4 und dem Bolzenfuß 11 des betreffenden Käfigbolzens 5 befestigt sind.
Bei dieser Anordnung werden die Käfigbolzen 5 durch eine temperaturabhängige Dehnung und/oder Biegung der zugeordneten Stellelemente 10 in Drehrich- tung 15 oder entgegen der Drehrichtung 15 des Wälzlagers 1 verschwenkt und damit die Schränkung des betreffenden Wälzkörpers 6 verändert.
Da die beiden an einem Käfigbolzen 5 angeordneten Stützstege 17 bei symmetrischer Ausbildung und Anordnung bezüglich der Schwenkbewegung je- weils entgegengesetzt wirksam wären, ist in diesem Fall eine bezüglich der Längsachse 18 des zugeordneten Käfigbolzens 5 asymmetrische Ausbildung und/oder Anordnung der Stellelemente 10 erforderlich. Die beiden Stützstege 17 weisen daher jeweils eine entgegengesetzte oder unterschiedliche Dehnung und/oder eine umfangsseitig gleichgerichtete Biegung als Funktion von der Temperatur auf.
In einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 3 jeweils in einer Radialansicht in einem größeren Ausschnitt in Teilbild 3a und in einem vergrößerten Teilausschnitt aus Teilbild 3a in Teilbild 3b dargestellt ist, weist ein als zweireihiges Tonnenlager 19 ausgebildetes Wälzlager 1 zwei benachbarte Käfigringe 4 auf, an denen jeweils mehrere Käfigbolzen 5 umfangsseitig gleichverteilt angeord- net sind.
Auf den Käfigbolzen 5 ist jeweils ein als Tonnenrolle 20 ausgebildeter Wälzkörper 6 mit einer zentralen Lagerbohrung 8 drehbar gelagert und endseitig mittels einer Endkappe 21 gesichert. Die Käfigbolzen 5 sind jeweils mit ihrem Bolzen- fuß 11 um eine ringseitige radiale Gelenkachse 16 umfangsseitig begrenzt schwenkbar in dem jeweiligen Käfigring 4 befestigt. Ein im Wesentlichen als Dehnelement 22 wirksames temperatursensitives passives Stellelement 10 ist jeweils innerhalb des betreffenden Käfigrings 4 mit umfangsseitiger Ausrichtung und beabstandet von der Gelenkachse 16 in Wirkkontakt mit dem Bolzenfuß 11 des Käfigbolzens 5 angeordnet. Die Wirkung der Stellelemente 10 ist bei dieser Bauform dieselbe wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung. Durch die Anordnung der Stellelemente 10 innerhalb der Lagerrings 4 ist aber die axiale Breite des Wälzlagers 1 vorteilhaft reduziert.
Bezugszeichenliste
1 Wälzlager
2 Zylinderrollenlager
3 Lagerkäfig
4 Käfigring
5 Käfigbolzen
6 Wälzkörper
7 Zylinderrolle
8 Lagerbohrung
9 Führungssteg
10 (passives) Stellelement
11 Bolzenfuß
12 Bolzenschaft
13 Biegegelenk
14 Drehung
15 Drehrichtung
16 Gelenkachse
17 Stϋtzsteg
18 Längsachse
19 Tonnenlager
20 Tonnenrolle
21 Endkappe
22 Dehnelement

Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (1), mit einem Innenlaufring, einem Außenlaufring, mehreren zwischen den Laufringen angeordneten und in einem Lagerkäfig (3) geführten Wälzkörpern (6), bei dem der Lagerkäfig (3) zur Aufnahme der Wälzkörper (6) umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und axial ausgerichtete Käfigbolzen (5) aufweist, die jeweils einseitig an einem Käfigring (4) befestigt sind, und auf denen jeweils ein Wälzkörper (6) mit einer zentralen Lagerbohrung (8) drehbar gelagert ist, wobei der Lagerkäfig (3) an jedem der Käfigbolzen (5) mit mindestens einem passiven Stellelement (10) versehen ist, durch welche eine Schränkung des zugeordneten Wälzkörpers (6) durch eine temperaturabhängige Formänderung des Stellelementes (10) veränderbar ist.
2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängige Formänderung in einer Dehnung und/oder einer Biegung des Stellelementes (10) besteht.
3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (10) zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung besteht.
4. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formge- dächtnislegierung des Stellelementes (10) als eine Nickel-Titan-Legierung ausgebildet ist.
5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigbolzen (5) starr in dem Käfigring (4) befestigt sind, und dass das jeweils zugeordnete Stellelement (10) als ein umfangsseitig wirksames Biegegelenk (13) ausgebildet ist, das außerhalb des Käfigrings (4) zwischen dem Bolzenfuß (11) und dem Bolzenschaft (12) des betreffenden Käfigbolzens (5) angeordnet ist.
6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigbolzen (5) jeweils um eine ringseitige radiale Gelenkachse (16) begrenzt in Umfangsrichtung schwenkbar in dem Käfigring (4) befestigt sind, und dass das jeweils zugeordnete Stellelement (10) als ein Stützsteg (17) ausgebildet ist, der mindestens einseitig außerhalb des Käfigrings (4) umfangsseitig abgewinkelt zwischen dem Käfigring (4) und dem Bolzenfuß (11) des betreffenden Käfigbolzens (5) angeordnet ist.
7. Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente (10) bei einer beidseitigen Anordnung an den Käfigbolzen (5) jeweils bezüglich der Längsachse (18) des jeweils zugeordneten Käfigbolzens (5) asymmetrisch wirksam ausgebildet und/oder angeordnet sind.
8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigbolzen (5) jeweils um eine ringseitige radiale Gelenkachse (16) begrenzt in Umfangsrichtung schwenkbar in dem Käfigring (4) befestigt sind, und dass das jeweilige Stellelement (10) als ein Dehnelement (22) ausgebil- det ist, das innerhalb des Käfigrings (4) mit weitgehend umfangsseitiger Ausrichtung beabstandet von der Gelenkachse (16) in Wirkkontakt mit dem Bolzenfuß (11) des betreffenden Käfigbolzens (5) angeordnet ist.
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