WO2008086766A2 - Mehrteiliger taschenkäfig für ein wälzkörperlager sowie wälzkörperlager mit dem taschenkäfig - Google Patents

Mehrteiliger taschenkäfig für ein wälzkörperlager sowie wälzkörperlager mit dem taschenkäfig Download PDF

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cage
pocket
ring
rolling
sheet metal
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PCT/DE2007/002294
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WO2008086766A3 (de
Inventor
Rainer Messerschmidt
Edgar Karbach
Henri Van Der Knokke
Stefan Hierl
Bruno Scherb
Rainer Gebauer
Herbert Roth
Rainer Schröder
Rudolf Zeidlhack
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Schaeffler Ag
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Publication date
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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
    • F16C33/54—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal
    • F16C33/542—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal made from sheet metal
    • F16C33/548—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal made from sheet metal with more than three parts, e.g. two end rings connected by a plurality of stays or pins
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    • F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
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    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm

Definitions

  • the invention relates to a multi-part pocket cage for a WälzArchitectla- ger and a rolling element bearing with this pocket cage.
  • Rolling element bearings generally consist of an outer ring, an inner ring and a plurality of rolling elements, which are often held between outer ring and inner ring in a WälzSystemkarfig.
  • the Wälz- body cage used in particular to separate the rolling elements from each other and to keep the rolling elements at an equal distance from each other.
  • the sheet metal cages are formed from stamped and bent metal bands, whereas the solid cages, for example, by cutting or - in the case of plastic cages - im Injection molding can be produced.
  • the sheet metal cages have a lower weight, whereas the solid cages are designed for higher load requirements.
  • the document AT 391744B describes a formed of sheet metal pocket cage for a rolling bearing, which side rings and interposed webs having material weakenings in the central region, so that due to the predetermined bending points formed by the webs in a reshaping of the pocket cage by axially merging the side rings radial projections form, which separate the rolling elements safely from each other.
  • the document DE 10031427C2 treats large rolling bearings which are used, for example, in rolling mills and which have so-called floor cages.
  • the pin cage consists of two parallel arranged cage discs, which are interconnected by a plurality of bolts, each pin carries a rolling element, such as a cylindrical roller.
  • the rolling elements For receiving the bolts, the rolling elements each have a central bore.
  • the bolt is usually provided at one end with a thread which is screwed into the one cage disc. The other end of the bolt is firmly welded after mounting the cage in the rolling bearing with inserted rolling elements on the other cage disc.
  • the object underlying the invention is to propose a new cage design and a rolling bearing with a cage in this cage design, which allow a simple, inexpensive construction and / or versatile applications.
  • This object is achieved by a multi-part pocket cage for a roller bearing with the features of claim 1 and with a roller bearing with the features of claim 7.
  • a multi-part pocket cage for a rolling element bearing in particular a radial rolling bearing
  • the rolling element bearing is designed in any bearing design, in particular as a tapered roller bearing or cylindrical roller bearing.
  • the rolling element bearing has an outer ring and an inner ring, between which the rolling elements are mounted in the pocket cage.
  • the pocket cage has in particular the task of separating the rolling bodies from each other, keeping them at the same distance from each other, preventing the rolling element bearings from falling out and / or guiding the rolling bodies in an unloaded zone of the bearing.
  • the pocket cage has a sheet metal cage ring, in which the pockets or windows are introduced for receiving the rolling elements and forms a part of the multi-part pocket cage.
  • the sheet cage ring For stiffening the sheet cage ring this is firmly connected to at least one support ring, that is materially, positively and / or non-positively connected.
  • the sheet metal cage ring and the at least one support ring are formed as separate, mutually separate parts.
  • the construction of the multipart bag body according to the invention leads to a multiplicity of advantages:
  • the connection of the sheet metal cage ring with the at least one support ring results in cost-effective production of a rigid structure with high load capacity.
  • Sheet metal cage ring and support ring can be dimensioned independently of each other, depending on the load. In particular, different settings can be made for the support ring and the sheet metal cage. borrowed materials. In this way, load-appropriate and at the same time material-saving and thus weight-reduced pocket cages for a roller bearing can be produced. It is also advantageous in the production that the rolling elements-such as in the case of the known pin cages-no longer have to be drilled through, since the guidance and spacing of the rolling bodies takes place via the sheet-metal cage ring with the pockets.
  • the sheet metal cage ring is made of a pocket tape or consists of this.
  • the sheet metal cage ring is optionally formed in one piece or from several Taschenband- segments.
  • the pocket tape is elastic and / or rigid, so that it can be bent annularly during manufacture and connected to the free ends, for example, a material fit.
  • the sheet metal cage ring has a conical course in the axial direction.
  • the sheet metal cage ring and / or the pocket band and / or the support ring is formed as a stamped and bent part or stamped part.
  • the pocket band is preferably made of steel.
  • the sheet metal cage ring and / or the pocket band and / or the support ring can be cut, in particular laser-cut, or milled.
  • the pockets introduced in the sheet-metal cage ring and / or in the pocket belt are matched with their inner shape or inner contour to the outer shape of the rolling elements, wherein the contact between the rolling elements and the inner contour of the pockets is punctiform, linear or surface-shaped.
  • Preferably arranged between the pockets transverse webs which separate the rolling elements from each other, in a cross section perpendicular to the axial extent of the pocket cage in the radial direction Conically and / or rounded on both sides and / or bevelled.
  • the internal shaping of the pockets is preferably carried out by the punching process.
  • the at least one support ring is designed as a simple ring or disk ring or annular disk, preferably made of steel or of another metal suitable for stressing.
  • the support ring is multi-part and / or formed from a plurality of segments.
  • the sheet metal cage ring in the axial direction on both sides in each case a radially encircling, in particular radially continuous circumferential side edge portion, which is respectively connected to one of the support rings.
  • the support rings are preferably arranged in axial extension of the sheet metal cage ring or each encompass a side edge section or are each embraced by a side edge section.
  • a pocket cage is formed whose capacity corresponds to the resilience of a solid cage or this comes close.
  • the pocket cage is formed in this case at least or exactly three parts.
  • the at least one support ring or the sheet metal cage ring locking devices preferably axially in the direction of the pocket cage interior directed, in particular molded or mounted locking lugs, for example in the form of bolts or pins, which are designed to receive rolling elements.
  • the molded locking lugs are realized so that the rolling elements can be hung and / or clipped, in particular such that the rolling elements are held captive after assembly and / or prevented from falling out.
  • Another object of the invention relates to one or the aforementioned WälzSystemlager, in particular radial roller bearing, which has a multi-part pocket cage according to one of the preceding claims and / or according to the preceding description.
  • the roller bearing on a plurality of rolling elements which are formed without drilling and / or rolling bearing steel.
  • the previously used and known pin cages have rolling elements with through holes, which are designed to receive the bolts. The necessity of these through holes means that the rolling elements must be made of case-hardened steel for strength reasons, which leads to increased manufacturing costs.
  • the pocket cage according to the invention eliminates the need for through holes, so that the cheaper rolling bearing steels are used for the rolling elements.
  • the support rings or - depending on the bearing design and the design of the outer or inner ring of WälzSystemlagers in particular depending on the position of the shelves and / or the construction of the shelves (fixed or screwable) - radially outer side or arranged radially inside the sheet metal cage ring.
  • the support rings can sit on or under the pocket band of the pocket cage, that is, they face the outer ring or the inner ring.
  • the pocket cage is installed as a preassembled unit with or without preassembled rolling elements in the rolling element bearing.
  • the multi-part pocket cage is preferably already assembled before insertion into the rolling element, so that a preassembled unit is installed in the rolling element, in particular without this through the assembly process be polluted or polluted by emissions.
  • the rolling elements or rollers are installed in the rolling element bearing, in particular in the rings of the rolling element bearing, before or after insertion of the pocket cage depends, in particular, on the existing ribs on the outer or inner ring of the rolling element bearing.
  • the rolling element bearing is designed as a large or large rolling bearings.
  • rolling bearing with an outer diameter greater than 300 mm, preferably greater than 420 mm and in particular greater than 1000 mm are considered as large bearings.
  • the use of sheet metal cages is unusual due to the high mechanical load, whereas the new multi-part pocket cage can be designed according to the load due to the stiffening by the support rings.
  • the WälzSystemlager can have screwed, which can be unscrewed for mounting or dismounting of the multipart pocket cage, in particular as a preassembled unit.
  • a particularly preferred type of new, multi-part pocket cage has two cage rings designed as a support rings, which are firmly connected to the side edges of the bag band of the sheet cage ring.
  • the rolling elements, in particular the rollers are no longer pierced and can thus be made of "standard" - bearing steel, the leadership and the spacing of the rollers is implemented via the pocket tape.
  • Figure 1 is a tapered roller bearing as a first embodiment of
  • FIG. 2 shows the taper roller bearing in FIG. 1 in a diagrammatic, three-dimensional view obliquely from above;
  • Figure 3 shows a cylindrical roller bearing as a second embodiment of the invention in a sectional, schematic, three-dimensional representation
  • Figure 4 shows the cylindrical roller bearing in Figure 3 in a schematic, three-dimensional representation obliquely from above.
  • Figure 5 shows the cylindrical roller bearing in Figures 3 and 4 in a schematic sectional view in a sectional plane perpendicular to its axial extent.
  • FIG. 1 shows in a sectional, schematic, three-dimensional representation of a tapered roller bearing 1 as a first embodiment of the invention, which has an outer ring 2, an inner ring 3 (or only one shown) and a plurality between the outer ring 2 and inner ring 3 rollably arranged frustoconical tapered rollers 4 (partially shown) held in a pocket cage 5.
  • the outer ring 2 is constructed in one piece and has on the circumferential inner surface in cross-section two mutually angularly arranged raceways 6 and 7, on which the tapered rollers 4 roll.
  • the inner ring 3 also has a running surface 8, on which the tapered rollers 4 roll and guide them at an angle to the axis of rotation of the tapered roller bearing 1.
  • the inner ring on both sides of a board 9, 10, which are designed for lateral guidance of the tapered rollers 4.
  • the pocket cage 5 is designed in several parts and comprises a pocket band ring 11, which is conical in the axial direction of the tapered roller bearing 1 and also has a radially circumferential side edge section 12 or 13 in the axial direction on both sides. On the side edge portions 12 and 13 respectively a cage side plate 14 and 15 is attached, which are encompassed by the side edge portions 12 and 13 in the radial direction. Cage side windows
  • the central axis 16 of the tapered rollers 4 is arranged so that they the cage side discs 14 and
  • pocket band ring is encompassed by the cage side windows.
  • Figure 2 shows the tapered roller bearing 1 in Figure 1 in a radial plan view with removed outer ring 2, wherein the same reference numerals designate the same parts as in Figure 1.
  • the tapered rollers 4 of which only a single one is shown by way of example, roll on the running surface 8 of the inner ring 3.
  • the tapered rollers 4 are guided laterally by the rims 9 and 10, respectively.
  • the pocket tape 11 regularly spaced apart and the side edge portions 12 and 13 connecting transverse webs 17.
  • windows or pockets 18 are formed, in which the tapered rollers 4 are guided within the pocket cage 5.
  • the pocket tape 11 is formed as a stamped and bent part and corresponds in mechanical stiffness at best the rigidity of a sheet metal cage.
  • the cage side discs 14 and 15, respectively are firmly connected to the pocket band 11, so that the pocket cage 5 is embodied as a rigid structure.
  • the pocket cage 5 has the advantage that pocket tape 11 and cage side windows 14 and 15 can be designed independently of each other, both in terms of dimensioning and in terms of material. In particular, the parts can be dimensioned to different degrees and / or consist of different materials.
  • the side faces of the cage side discs 14 or 15 which are facing or additionally attached, in particular welded or screwed on, have the latching surfaces 4 (not shown) of the tapered rollers 4 engage and prevent the tapered rollers 4 from falling out after assembly.
  • the pocket cage 5 can be installed in the tapered roller bearing 1 already in the preassembled state, in particular, no pollution-intensive manufacturing steps within the tapered roller bearing 1 must be performed.
  • the tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1 and 2 can optionally be designed as a large bearing which has an outer diameter of more than 300 mm.
  • the material of the tapered rollers 4 is a conventional bearing steel.
  • 3 shows a schematic, three-dimensional view of a cylindrical roller bearing 20 as a second embodiment of the invention, which has an outer ring 21, an inner ring 22, cylindrical rollers 23, which are rollably mounted between outer ring 21 and inner ring 22, and a pocket cage 24, which guides the cylindrical rollers 23.
  • the cage side discs 25 and 26 are arranged offset relative to the pocket band 27 towards the inner ring 22, so that the pocket band 27 engages around the cage side discs 25 and 26 in the radial direction.
  • the lateral guidance of the cylindrical rollers 23 takes place in the cylindrical roller bearing 20 shown in Figure 3 by rims 28 and 29, which are integrally formed on the outer ring 21.
  • rims 28 and 29 which are integrally formed on the outer ring 21.
  • FIG. 4 shows the cylindrical roller bearing 20 in FIG. 3 in a schematic plan view radially from above, without the outer ring 21.
  • the cage side discs 25 and 26 have integrally formed latching lugs 30 which are analogous to the latching lugs 19 and, as already explained for FIG. 2, the cylindrical rollers 23 hold captive.
  • the pocket tape 27 in FIG. 4 has transverse webs 31 which, together with side edge sections 32 and 33 of the pocket tape 27, form windows or pockets 34 in which the cylindrical rollers 23 are guided.
  • the transverse webs 31 and the side edge sections 32 and 33 are arranged eccentrically and in the radial direction on the outside to the central axis of the cylindrical rollers 23.
  • FIG. 5 shows the cylindrical roller bearing 20 in a schematic section through a sectional plane perpendicular to the axial extent of the cylindrical roller bearing 20, wherein it can be seen that the transverse webs 31 have a curvature on the side surfaces facing the cylindrical rollers 23, which is adapted to the cylindrical rollers that the inner segment shape or side surface of the transverse webs 31 bear flat against the cylindrical rollers 23 or touch them.
  • the inner segment shape of the pockets 34 is realized so that a point or line-shaped contact region between cylindrical rollers 23 and transverse webs 31 is formed.
  • the cylindrical roller bearing 20 may be formed as a large warehouse, in particular with the same materials as the first embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Taschenkäfig für ein Wälzkörperlager sowie ein Wälzkörperlager mit diesem Taschenkäfig. Wälzkörperlager bestehen im Allgemeinen aus -einem Außenring, einem Innenring sowie einer Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen Außenring und Innenring oftmals in einem Wälzkörperkäfig gehalten werden. Der Wälzkörperkäfig dient dabei insbesondere dazu, die Wälzkörper voneinander zu trennen und die Wälzkörper in einem gleichen Abstand voneinander zu halten. Es wird ein mehrteiliger Taschenkäfig (5) für ein Wälzkörperlager (1) vorgeschlagen, mit einem Blechkäfigring (11), in dem Taschen (18) zur Aufnahme von Wälzkörpern (4) eingebracht sind und der ein Teil des Taschenkäfigs (5) bildet, und mit mindestens einem Stützring (14, 15), der mit dem Blechkäfigring (11) zu dessen Versteifung fest verbunden ist und der ein weiteres Teil des Taschenkäfigs bildet.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Mehrteiliger Taschenkäfig für ein Wälzkörperlager sowie Wälzkörperlager mit dem Taschenkäfig
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Taschenkäfig für ein Wälzkörperla- ger sowie ein Wälzkörperlager mit diesem Taschenkäfig.
Wälzkörperlager bestehen im Allgemeinen aus einem Außenring, einem Innenring sowie einer Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen Außenring und Innenring oftmals in einem Wälzkörperkäfig gehalten werden. Der Wälz- körperkäfig dient dabei insbesondere dazu, die Wälzkörper voneinander zu trennen und die Wälzkörper in einem gleichen Abstand voneinander zu halten.
Üblicherweise wird bei den Wälzkörperkäfigen zwischen Blechkäfigen und Massivkäfigen unterschieden, wobei die Blechkäfige aus gestanzten und gebogenen Blechbändern gebildet werden, wohingegen die Massivkäfige beispielsweise spanabhebend oder - im Falle von Kunststoffkäfigen - im Spritzgießverfahren hergestellt werden. Im Vergleich zu Massivkäfigen weisen die Blechkäfige ein geringeres Gewicht auf, wohingegen die Massivkäfige für höhere Belastungsanforderungen ausgelegt sind.
Die Druckschrift AT 391744B beschreibt einen aus Blech geformten Taschenkäfig für ein Wälzlager, welcher Seitenringe und dazwischen angeordnete Stege aufweist, die im mittleren Bereich Materialschwächungen aufweisen, so dass aufgrund der dadurch gebildeten Sollbiegestellen die Stege bei einer Umformung des Taschenkäfigs durch axiales Zusammenführen der Seitenringe radiale Vorsprünge bilden, die die Wälzkörper sicher voneinander trennen.
Die Druckschrift DE 10031427C2 behandelt dagegen große Wälzlager, die beispielsweise in Walzwerken eingesetzt werden, und die so genannte BoI- zenkäfige aufweisen. Der Bolzenkäfig besteht aus zwei parallel angeordneten Käfigscheiben, die durch eine Vielzahl von Bolzen miteinander verbunden sind, wobei jeder Bolzen einen Wälzkörper, beispielsweise eine Zylinderrolle, trägt. Zur Aufnahme der Bolzen weisen die Wälzkörper jeweils eine zentrische Bohrung auf. Der Bolzen wird üblicherweise an einem Ende mit einem Gewinde versehen, das in die eine Käfigscheibe eingeschraubt wird. Das andere Ende des Bolzens wird nach Montage des Käfigs in dem Wälzlager mit eingesetzten Wälzkörpern an der anderen Käfigscheibe fest geschweißt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, eine neue Käfigbauform sowie ein Wälzlager mit einem Käfig in dieser Käfigbauform vorzuschlagen, welche einen einfachen, kostengünstigen Aufbau und/oder vielseitige Anwendungen erlauben. Dieser Aufgabe wird durch einen mehrteiligen Taschenkäfig für ein Wälzkörperlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Wälzkörperlager mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängi- gen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Erfindungsgemäß wird ein mehrteiliger Taschenkäfig für ein Wälzkörperlager, insbesondere Radialwälzlager, vorgeschlagen, wobei das Wälzkörperla- ger in beliebiger Lagerbauform, insbesondere als Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager, ausgebildet ist. Bevorzugt weist das Walzkörperlager einen Außenring und einen Innenring auf, zwischen denen die Wälzkörper in dem Taschenkäfig gelagert sind. Der Taschenkäfig hat dabei insbesondere die Aufgabe, die Wälzkörper voneinander zu trennen, in gleichem Abstand von- einander zu halten, das Herausfallen der Wälzkörperlager zu verhindern und/oder Wälzkörper in einer unbelasteten Zone des Lagers zu führen.
Der Taschenkäfig weist einen Blechkäfigring auf, in dem die Taschen beziehungsweise Fenster zur Aufnahme der Wälzkörper eingebracht sind und der einen Teil des mehrteiligen Taschenkäfigs bildet.
Zur Versteifung des Blechkäfigrings ist dieser mit mindestens einem Stützring fest verbunden, also Stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Bei der Fertigung des Taschenkäfigs sind der Blechkäfigring und der mindestens eine Stützring als separate, voneinander getrennte Teile ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Bauweise des mehrteiligen Taschenkörpers führt zu einer Vielzahl von Vorteilen: Durch die Verbindung des Blechkäfigrings mit dem mindestens einem Stützring entsteht in kostengünstiger Fertigung ein steifes Gebilde mit hoher Belastbarkeit. Blechkäfigring und Stützring können unabhängig voneinander, beanspruchungsgerecht unterschiedlich dimensioniert werden. Insbesondere können für Stützring und Blechkäfig unterschied- liehe Materialien gewählt werden. Auf diese Weise können belastungsgerechte und zugleich materialsparende und somit gewichtsreduzierte Taschenkäfige für ein Wälzkörperlager hergestellt werden. Vorteilhaft bei der Fertigung ist es auch, dass die Wälzkörper - wie zum Beispiel bei den be- kannten Bolzenkäfigen - nicht mehr durchbohrt werden müssen, da die Führung und das Abstandshalten der Wälzkörper über den Blechkäfigring mit den Taschen erfolgt.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung ist der Blechkäfigring aus einem Taschenband hergestellt beziehungsweise besteht aus diesem. Der Blechkäfigring ist wahlweise einstückig oder aus mehreren Taschenband- segmenten gebildet. Bevorzugt ist das Taschenband elastisch und/oder biegesteif ausgebildet, so dass es bei der Fertigung ringförmig umgebogen und an den freien Enden zum Beispiel stoffschlüssig verbunden werden kann. Optional weist der Blechkäfigring in axialer Richtung einen konischen Verlauf auf.
Bevorzugt ist der Blechkäfigring und/oder das Taschenband und/oder der Stützring als Stanzbiegeteil bzw. Stanzteil ausgebildet. Diese Ausführungs- form unterstreicht nochmals die erfinderische Idee, ein kostengünstiges Fertigungsverfahren zu verwenden. Das Taschenband ist bevorzugt aus Stahl realisiert. Alternativ kann der Blechkäfigring und/oder das Taschenband und/oder der Stützring geschnitten, insbesondere lasergeschnitten, oder gefräst sein.
Die in dem Blechkäfigring und/oder in das Taschenband eingebrachten Taschen sind mit ihrer inneren Formgebung oder Innenkontur an die Außenform der Wälzkörper angepasst, wobei die Berührung zwischen den Wälzkörpern und der inneren Kontur der Taschen punkt-, linien- oder flächenför- mig ausgebildet ist. Vorzugsweise sind zwischen den Taschen angeordnete Querstege, die die Wälzkörper voneinander trennen, in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Erstreckung des Taschenkäfigs in radialer Richtung konisch und/oder beidseitig gerundet und/oder abgeschrägt ausgebildet. Die innere Formgebung der Taschen erfolgt bevorzugt durch den Stanzvorgang.
Bei einer praxisnahen und deshalb vorteilhaften Umsetzung ist der mindes- tens eine Stützring als einfacher Ring oder Scheibenring oder Ringscheibe, vorzugsweise aus Stahl oder aus einem anderen beanspruchungsgerechten Metall, ausgebildet. Als mögliche Ausführungsform ist der Stützring mehrteilig und/oder aus mehren Segmenten ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Blechkäfigring in axialer Richtung beidseitig jeweils einen radial umlaufenden, insbesondere radial ununterbrochen umlaufenden Seitenrandabschnitt auf, welche jeweils mit einem der Stützringe verbunden ist. Die Stützringe sind vorzugsweise in a- xialer Verlängerung des Blechkäfigrings angeordnet oder umgreifen jeweils einen Seitenrandabschnitt oder werden jeweils von einem Seitenrandabschnitt umgriffen. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung wird der Blechkäfigring durch die beidseitig angeordneten Stützringe mechanisch versteift, insbesondere derart, dass ein Taschenkäfig gebildet wird, dessen Belastbarkeit der Belastbarkeit eines Massivkäfigs entspricht oder dieser nahe kommt. Der Taschenkäfig ist in diesem Fall mindestens oder genau dreiteilig ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der mindestens eine Stützring oder der Blechkäfigring Rastvorrichtungen, vorzugsweise axial in Richtung des Taschenkäfiginneren gerichtete, insbesondere angeformte oder angebrachte Rastnasen, z.B. in Form von Bolzen oder Stiften, auf, die zur Aufnahme von Wälzkörpern ausgebildet sind. Bevorzugt sind die angeformten Rastnasen so realisiert, dass die Wälzkörper eingehängt und/oder eingeclipst werden können, insbesondere derart, dass die Wälzkörper nach der Montage unverlierbar gehalten werden und/oder gehindert werden herauszufallen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein oder das zuvor erwähnte Wälzkörperlager, insbesondere Radialwälzlager, welches einen mehrteiligen Taschenkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder gemäß der vorhergehenden Beschreibung aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wälzkörperlager eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf, welche durchbohrungsfrei und/oder aus Wälzlagerstahl ausgebildet sind. Wie bereits oben erwähnt, weisen die bisher eingesetzten und bekannten Bolzenkäfige Wälzkörper mit Durchgangs- bohrungen auf, die zur Aufnahme der Bolzen ausgebildet sind. Die Notwendigkeit dieser Durchgangsbohrungen führt dazu, dass die Wälzkörper aus festigkeitsmäßigen Gründen aus Einsatzstahl gefertigt sein müssen, was zu erhöhten Fertigungskosten führt. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Taschenkäfigs entfällt die Notwendigkeit der Durchgangsbohrungen, so dass die günstigeren Wälzlagerstähle für die Wälzkörper einsetzbar sind.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind der oder die Stützringe - insbesondere in Abhängigkeit von der Lagerbauform und der Ausführung des Außen- beziehungsweise Innenrings des Wälzkörperlagers, im speziellen in Abhängigkeit der Position der Borde und/oder der Bauweise der Borde (fest oder schraubbar) - radialaußenseitig oder radialinnenseitig zu dem Blechkäfigring angeordnet. Anders ausgedrückt können die Stützringe auf beziehungsweise unter dem Taschenband des Taschenkäfigs sitzen, das heißt, dass sie dem Außenring oder dem Innenring zugewandt sind. Diese bevor- zugten Weiterbildungen erlauben den mehrteiligen Taschenkäfig an verschiedene Bauformen von Wälzkörperlagern beziehungsweise Anwendungen anzupassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Taschenkäfig als vormontier- te Baueinheit mit oder ohne vormontierte Wälzkörper in dem Wälzkörperlager eingebaut. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Bolzenkäfig, welche im fertig montierten Wälzkörperlager zusammengesetzt und geschweißt werden, was zu Verschmutzungen mit Schlacke und Schweißperlen und zum Verzug des Käfigs führen kann, wird der mehrteilige Taschenkäfig bevorzugt bereits vor dem Einsetzen in das Wälzkörperlager fertig zusammengebaut, so dass eine vormontierte Einheit in das Wälzkörperlager eingebaut wird, insbesondere ohne dieses durch den Montageprozess zu beeinträchtigen oder durch Emissionen zu verschmutzen. Ob die Wälzkörper oder Rollen bereits vor dem Einsetzen des Taschenkäfigs in das Wälzkörperlager, insbesondere in die Ringe des Wälzkörperlagers, eingebaut werden oder danach, hängt insbesondere von den vorhandenen Borden am Außen- be- ziehungsweise Innenring des Wälzkörperlagers ab.
Besonders bevorzugt ist das Wälzkörperlager als Großlager bzw. Großwälzlager ausgebildet. Als Großlager werden insbesondere Wälzkörperlager mit einem Außendurchmesser größer als 300 mm, vorzugsweise größer als 420 mm und insbesondere größer als 1000 mm angesehen. Bei derartigen Großlagern ist die Verwendung von Blechkäfigen aufgrund der hohen mechanischen Belastung unüblich, wohingegen der neue mehrteilige Taschenkäfig aufgrund der Versteifung durch die Stützringe entsprechend belastungsgerecht ausgelegt werden kann.
Insbesondere kann das Wälzkörperlager Schraubborde aufweisen, die zur Montage beziehungsweise Demontage des mehrteiligen Taschenkäfigs, insbesondere als vormontierte Baueinheit, abschraubbar sind.
Eine besonders bevorzugte Bauart des neuen, mehrteiligen Taschenkäfigs weist zwei als Käfigseitenscheiben ausgebildete Stützringe auf, die mit den Seitenrändern des Taschenbands des Blechkäfigrings fest verbunden sind. Die Wälzkörper, insbesondere die Rollen, werden nicht mehr durchbohrt und können somit aus „Standard"- Wälzlagerstahl hergestellt werden, wobei die Führung und das Abstandhalten der Rollen über das Taschenband umgesetzt wird. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Diese zeigen:
Figur 1 ein Kegelrollenwälzlager als ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung in geschnittener, schematischer, dreidimensionaler Darstellung;
Figur 2 das Kegelrollenwälzlager in Figur 1 in schematischer, dreidi- mensionaler Darstellung schräg von oben;
Figur 3 ein Zylinderrollenwälzlager als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in geschnittener, schematischer, dreidimensionaler Darstellung;
Figur 4 das Zylinderrollenwälzlager in Figur 3 in schematischer, dreidimensionaler Darstellung schräg von oben;
Figur 5 das Zylinderrollenwälzlager in Figur 3 bzw. 4 in schematischer Schnittdarstellung in einer Schnittebene senkrecht zu dessen axialer Erstreckung.
Die Figur 1 zeigt in einer geschnittenen, schematischen, dreidimensionalen Darstellung ein Kegelrollenlager 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches einen Außenring 2, einen Innenring 3 (bzw. nur einer gezeigt) sowie eine Mehrzahl zwischen Außenring 2 und Innenring 3 rollbar angeordnete stumpfkegelige Kegelrollen 4 (zum Teil gezeigt) aufweist, die in einem Taschenkäfig 5 gehalten werden.
Der Außenring 2 ist einteilig aufgebaut und weist an der umlaufenden Innenfläche im Querschnitt zwei zueinander winklig angeordnete Laufbahnen 6 und 7 auf, an denen die Kegelrollen 4 abrollen. Der Innenring 3 weist ebenfalls eine Lauffläche 8 auf, auf der die Kegelrollen 4 abrollen und diese winklig zu der Drehachse des Kegelrollenlagers 1 führen. Zudem umfasst der Innenring beidseitig einen Bord 9, 10, welche zur seitlichen Führung der Kegelrollen 4 ausgebildet sind.
Der Taschenkäfig 5 ist mehrteilig ausgebildet und umfasst einen Taschen- bandring 11 , welcher in axialer Richtung des Kegelrollenlagers 1 konisch ausgebildet ist und ebenfalls in axialer Richtung beidseitig einen radial umlaufenden Seitenrandabschnitt 12 beziehungsweise 13 aufweist. Auf den Seitenrandabschnitten 12 beziehungsweise 13 ist jeweils eine Käfigseitenscheibe 14 beziehungsweise 15 angesetzt, die von den Seitenrandabschnitten 12 bzw. 13 in radialer Richtung umgriffen werden. Käfigseitenscheiben
14 und 15 sind mit dem Taschenbandring 11 mit einer beliebigen Verbindungsart fest und/oder unlösbar verbunden.
Wie sich ebenfalls aus der Figur 1 ergibt, ist die Mittelachse 16 der Kegelrollen 4 so angeordnet, dass sie die Käfigseitenscheiben 14 beziehungsweise
15 in radialer Richtung mittig oder etwa mittig schneidet, wobei diese Anordnung nicht zwingend ist.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel wird der Taschenbandring von den Käfigseitenscheiben umgriffen.
Die Figur 2 zeigt das Kegelrollenlager 1 in Figur 1 in einer radialen Draufsicht mit abgenommenem Außenring 2, wobei die gleichen Bezugsziffern die gleichen Teile wie in Figur 1 bezeichnen.
Aus der Figur 2 ist noch einmal ersichtlich, dass die Kegelrollen 4, von denen exemplarisch nur eine einzige dargestellt ist, auf der Lauffläche 8 des Innen- rings 3 abrollen. Die Kegelrollen 4 sind dabei seitlich durch die Borde 9 beziehungsweise 10 geführt. Zur Sicherstellung, dass die Kegelrollen 4 voneinander getrennt sind und einen jeweils gleichen Abstand voneinander einhal- ten, weist das Taschenband 11 regelmäßig voneinander beabstandete und die Seitenrandabschnitte 12 und 13 verbindende Querstege 17 auf. Durch die Seitenrandabschnitte 12 beziehungsweise 13 und die Querstege 17 werden Fenster oder Taschen 18 gebildet, in denen die Kegelrollen 4 innerhalb des Taschenkäfigs 5 geführt werden.
Das Taschenband 11 ist dabei als Stanz-Biegeteil ausgebildet und entspricht in der mechanischen Steifigkeit bestenfalls der Steifigkeit eines Blechkäfigs. Um den Taschenkäfig 5 für höhere Ansprüche zu qualifizieren, sind die Kä- figseitenscheiben 14 beziehungsweise 15 mit dem Taschenband 11 fest verbunden, so dass der Taschenkäfig 5 als ein steifes Gebilde verkörpert ist. Der Taschenkäfig 5 hat den Vorteil, dass Taschenband 11 und Käfigseitenscheiben 14 beziehungsweise 15 voneinander unabhängig beanspruchungsgerecht sowohl hinsichtlich der Dimensionierung als auch hinsichtlich des Materials ausgelegt werden können. Insbesondere können die Teile unterschiedlich stark dimensioniert werden und/oder aus verschiedenen Materialien bestehen.
Wie sich ebenfalls am Besten aus Figur 2 ergibt, besitzen die den Stirnseiten der Kegelrollen 4 zugewandten Seitenflächen der Käfigseitenscheiben 14 bzw. 15 angeformte oder zusätzlich angebrachte, insbesondere angeschweißte oder angeschraubte Rastnasen 19, welche in komplementär dazu ausgebildete Rastfreiräume (nicht dargestellt) der Kegelrollen 4 eingreifen und die Kegelrollen 4 nach der Montage daran hindern herauszufallen.
Der Taschenkäfig 5 kann in das Kegelrollenlager 1 bereits in vormontiertem Zustand eingebaut werden, insbesondere müssen keine verschmutzungsträchtigen Fertigungsschritte innerhalb des Kegelrollenlagers 1 durchgeführt werden. Das in den Figuren 1 beziehungsweise 2 gezeigte Kegelrollenlager 1 kann optional als Großlager ausgebildet sein, welches einen Außendurchmesser von über 300 mm aufweist. Das Material der Kegelrollen 4 ist ein üblicher Wälzlagerstahl. Die Figur 3 zeigt in einer schematischen, dreidimensionalen Darstellung ein Zylinderrollenlager 20 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches einen Außenring 21 , einen Innenring 22, Zylinderrollen 23, die zwischen Außenring 21 und Innenring 22 rollbar gelagert sind, sowie einen Ta- schenkäfig 24, welcher die Zylinderrollen 23 führt.
Wie sich aus der Figur 3 ergibt, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Käfigseitenscheiben 25 beziehungsweise 26 gegenüber dem Taschenband 27 zu dem Innenring 22 hin versetzt angeordnet, so dass das Taschenband 27 die Käfigseitenscheiben 25 und 26 in radialer Richtung umgreift. Die seitliche Führung der Zylinderrollen 23 erfolgt bei dem in der Figur 3 gezeigten Zylinderrollenlager 20 durch Borde 28 beziehungsweise 29, die an dem Außenring 21 angeformt sind. Allgemein gesprochen ist es in der Praxis auch bei anderen Wälzlagerbauformen vorteilhaft, die Käfigseitenscheiben auf der Seite des Taschenbands anzuordnen, die den Borden zur Führung der Wälzkörper abgewandt sind.
Die Figur 4 zeigt das Zylinderrollenlager 20 in Figur 3 in einer schematischen Draufsicht radial von oben, ohne den Außenring 21. Die Käfigseitenscheiben 25 beziehungsweise 26 weisen angeformte Rastnasen 30 auf, die analog zu den Rastnasen 19 und wie bereits zur Figur 2 erläutert die Zylinderrollen 23 unverlierbar halten. Ähnlich wie bei dem Taschenband 11 in Figur 2 weist das Taschenband 27 in Figur 4 Querstege 31 auf, die zusammen mit Seiten- randabschnitten 32 und 33 des Taschenbands 27 Fenster oder Taschen 34 bilden, in denen die Zylinderrollen 23 geführt werden. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel in der Figur 2 sind in der Figur 4 die Querstege 31 und die Seitenrandabschnitte 32 und 33 außermittig und in radialer Richtung außenseitig zu der Mittelachse der Zylinderrollen 23 angeordnet. Um die Zylinderrollen ausreichend zu führen ist die Breite der Taschen 34 in azimutaler Erstreckung geringer ausgebildet als der maximale Durchmesser der Zylinderrollen 23. Die Figur 5 zeigt das Zylinderrollenlager 20 in einem schematischen Schnitt durch eine Schnittebene senkrecht zur axialen Erstreckung des Zylinderrollenlagers 20, wobei zu erkennen ist, dass die Querstege 31 an den den Zylinderrollen 23 zugewandten Seitenflächen eine Krümmung aufweisen, die an die Zylinderrollen angepasst ist, so dass die innere Segmentform oder Seitenfläche der Querstege 31 an den Zylinderrollen 23 flächenförmig anliegen bzw. diese berühren. Je nach Ausgestaltung ist es jedoch auch möglich, dass die innere Segmentform der Taschen 34 so realisiert ist, dass ein punkt- oder linienförmiger Berührungsbereich zwischen Zylinderrollen 23 und Querstege 31 gebildet wird. Auch das Zylinderrollenlager 20 kann als Großlager, insbesondere mit den gleichen Materialien wie das erste Ausführungsbeispiel ausgebildet sein.
Durch die Anordnung der Borde 9, 10 bzw. 25, 26 und die Ausgestaltung des Taschenkäfigs 5 bzw. 24 ist es möglich, den Taschenkäfig 5 außerhalb der Ringe der Wälzlager 1 bzw. 20 als eine vormontierte Baueinheit - optional mit bereits montierten Wälzkörpern - zusammenzubauen und dann erst in die Ringe einzusetzen, was eine verschmutzungsarme und schonende Montage der Wälzlager 1 bzw. 20 erlaubt.
Bezugszeichenliste:
1 Kegelrollenlager 32 (rechter) Seitenrandabschnitt
2 Außenring 33 (linker) Seitenrandabschnitt
3 Innenring
4 Kegelrollen
5 Taschenkäfig
6 Laufbahn (Außenring, links)
7 Laufbahn (Außenring, rechts)
8 Laufbahn (rechter Innenring)
9 Innenbord
10 Außenbord
11 Taschenband
12 (innerer) Seitenrandabschnitt
13 (äußerer) Seitenrandabschnitt
14 (innere) Käfigseitenscheibe
15 (äußere) Käfigseitenscheibe
16 Mittelachse
17 Quersteg
18 Tasche
19 Rastnase
20 Zylinderrollenlager
21 Außenring
22 Innenring
23 Zylinderrolle
24 Taschenkäfig
25 (linke) Käfigseitenscheibe
26 (rechte) Käfigseitenscheibe
27 Taschenband
28 (linkes) Bord
29 (rechtes) Bord
30 Rastnasen
31 Quersteg

Claims

Patentansprüche
1. Mehrteiliger Taschenkäfig (5; 24) für ein Wälzkörperlager (1 ; 20) mit einem Blechkäfigring (11 ; 27), in dem Taschen (18; 34) zur Aufnahme von Wälzkörpern (4; 23) eingebracht sind und der ein Teil des Taschenkäfigs (5; 24) bildet, und mit mindestens einem Stützring (14, 15; 25, 26), der mit dem Blechkäfigring (11 ; 27) zu dessen Versteifung fest verbunden ist und der ein weiteres Teil des Taschenkäfigs bildet.
2. Taschenkäfig (5; 24) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfigring (11 ; 27) aus einem Taschenband (11 ; 27) herge- stellt ist und/oder besteht.
3. Taschenkäfig (5; 24) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfigring (11 ; 27) und/oder das Taschenband als Stanz-Biegeteil ausgebildet ist.
4. Taschenkäfig (5; 24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stützring (14, 15; 25, 26) als Scheibenring ausgebildet ist.
5. Taschenkäfig (5; 24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfigring (11 ; 27) beidseitig einen Seitenrandabschnitt (12, 13; 32, 33) aufweist, welche jeweils mit einem der mindestens einen Stützringe (14, 15; 25, 26) verbunden ist.
6. Taschenkäfig (5; 24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stützring (14, 15; 25, 26) oder der Blechkäfigring (11 ; 27) Rastvorrichtungen (19; 30) aufweist, die zur Aufnahme von Wälzkörpern (4; 23) ausgebildet sind.
7. Wälzkörperlager (1 ; 20), gekennzeichnet durch den mehrteiligen Taschenkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
8. Wälzkörperlager (1 ; 20) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Wälzkörpern (4; 20), die durchbohrungsfrei und/oder aus Wälzlagerstahl ausgebildet sind.
9. Wälzkörperlager (1 ; 20) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass der oder die Stützringe (14, 15; 25, 26) radial außenseitig oder radial innenseitig zu dem Blechkäfigring (11 ; 27) angeordnet sind.
10. Wälzkörperlager (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Taschenkäfig (5; 24) als vormontierte Baueinheit eingebaut ist.
11. Wälzköperlager (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Großlager.
12. Wälzkörperlager (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , gekennzeichnet durch Schraubborde.
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