WO2009006875A1 - Wälzlager, insbesondere rollenlager - Google Patents

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WO2009006875A1
WO2009006875A1 PCT/DE2008/001079 DE2008001079W WO2009006875A1 WO 2009006875 A1 WO2009006875 A1 WO 2009006875A1 DE 2008001079 W DE2008001079 W DE 2008001079W WO 2009006875 A1 WO2009006875 A1 WO 2009006875A1
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bearing
rolling
rolling elements
bolts
rings
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PCT/DE2008/001079
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Inventor
Andreas Dätig
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Schaeffler Kg
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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
    • F16C33/52—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
    • F16C33/526—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 extending through the rollers and joining two lateral cage parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/6603—Special parts or details in view of lubrication with grease as lubricant
    • F16C33/6629—Details of distribution or circulation inside the bearing, e.g. grooves on the cage or passages in the rolling elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/22—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
    • F16C19/24—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • Rolling bearings in particular roller bearings
  • the invention relates to a rolling bearing according to the preamble forming features of claim 1, and it is particularly advantageous to single or multi-row cylinder, taper, barrel or spherical roller bearings realized, the rolling elements are held in a pin cage.
  • the rolling elements are more precisely guided and the axial webs between the rolling elements compared to provided with rolling bearing pockets, so that the circumferential distance of the rolling elements can be reduced to each other and distributed at the same bearing dimensions a total of more Wälz- body over the circumference can be arranged and thus the load capacity of the roller bearing can be increased.
  • the free volume between the bearing rings is also filled with a lubricant which is to penetrate by capillary action in the through holes for sliding contact of the rolling elements with the bolt.
  • the invention is therefore the object of a roller bearing, in particular roller bearings to design, in which occurring between the bolts of the bearing cage and the through holes of the rolling elements sliding friction in a cost effective manner reduces the lubricant in the bearing and thus the life of the bearing can be extended considerably.
  • this object is achieved in a rolling bearing according to the preamble of claim 1 such that the bolts of the bearing cage on their lateral surfaces have a thread-like profiling, with which arranged between the bearing rings lubricant in the axial through holes of the rolling elements in transportable as well as on the sliding contact between the Rolling and the bolt is evenly distributed.
  • the invention is thus based on the finding that it is possible by a thread-like profiling on the lateral surfaces of the bolt in a simple manner, taking advantage of the principle of the Archimedean screw sliding contact between the bolts of the bearing cage and the through holes of the rolling elements continuously with the to avoid Frictional heat required to supply lubricant.
  • the thread-like profiling is formed on the lateral surfaces of the bolt by at least one incorporated into the lateral surface of each bolt lubrication, extending with a right or left slope from one end to the other End of each bolt extends.
  • the formation of the lubrication groove with a right or left slope is crucial for the desired transport direction of the lubricant through the through holes of the rolling elements and thus depends on the direction of rotation of the bearing rings and the resulting direction of rotation of the pin cage.
  • a particularly advantageous embodiment of the inventively embodied rolling bearing when the bolts are preferably formed with at least two uniformly circumferentially spaced lubrication grooves arranged with a right pitch and with at least two other equally circumferentially spaced lubrication grooves arranged with a left slope.
  • the two lubrication grooves starting at right angles, for example at 0 ° and 180 ° and starting the two lubrication grooves with left-hand pitch at 90 ° and at 270 ° of the full circle of 360 ° the opposite lubrication grooves intersect several times on the circumference of the bolts.
  • the formation of the bolt with opposing lubrication grooves of the same number is used in particular in pure radial roller bearings with axially arranged bolts in the position cage avoiding acting on the rolling screw effect that occur in the arrangement of one or more lubrication only with right pitch or only with left slope and an axial displacement of the Rolling on their bolts in a preferred direction would cause.
  • bearings with obliquely employed bolts in the bearing cage such as tapered or crossed roller bearings, but it may even be desirable and advantageous to produce such a preferred direction of the lubricant through the through holes of the rolling elements to prevent transport of the lubricant in the sliding contact between the bolts and to effect the through holes against gravity.
  • the inventively designed roller bearing is also characterized by the fact that all lubrication grooves are incorporated by hot or cold rolling in the lateral surfaces of the bolt and preferably have a trapezoidal profile cross section, each with a phase or rounding at the transition to the lateral surface of the bolt.
  • the hot or cold rolling of the lubrication in the bolt has proved to be particularly cost, since the bolts of the bearing cage usually one-sided with a likewise incorporated by hot or cold rolling Thread are formed for screwing in corresponding threaded holes in the side rings, so that the thread and the lubrication grooves can be incorporated together in one operation without significant additional costs in the bolt.
  • profile cross-section of the thread on the bolt is usually trapezoidal, it is therefore appropriate to form the profile cross-section of the lubrication grooves trapezoidal, with different rolling pressures and different rolling depths between thread and lubrication can be achieved.
  • Conceivable are other common or individually different profile cross sections for the thread and the lubrication grooves in the bolt, which can also be produced by other common or individually different manufacturing processes.
  • phase or rounding at the transition of the lubrication grooves to the lateral surface of the bolt which is preferably also incorporated in one operation with the lubrication grooves but also by a separate operation, however, is therefore necessary so that the otherwise sharp-edged transition of the lubricant again from the through holes in the rolling elements is scraped out and can build up a viable lubricating film between the lateral surface of the bolt and the through hole in the rolling elements.
  • the depth of the lubrication grooves corresponds to at least 10% of the diameter of the bolts, while the width of the lubrication grooves is dimensioned so that the total surface of the lubrication grooves a maximum of 25% of remaining lateral surface of the bolt amounts.
  • the pitch angle of the lubrication grooves with right pitch and the pitch angle of the lubrication grooves with left slope is preferably the same over the entire length and identical and is depending on the type of lubricant and the lubricant requirement about 30 ° to 60 °.
  • the rolling bearing according to the invention thus has the advantage over the known from the prior art rolling bearings of the same kind that it is formed with a pin cage, in which by arranging a cost-effectively producible together with a screw thread-like profiling of the manure tel vom the pin of the cage of the arranged between the bearing rings lubricant is continuously transported into the axial through holes of the rolling elements in it and evenly distributed on the sliding contact between the rolling elements and the bolt.
  • the sliding friction occurring between the pins of the cage and the through bores of the rolling elements is reliably reduced by the lubricant in the bearing and the life of the rolling bearing is considerably extended.
  • FIG. 1 shows a side view of a radial cylindrical roller bearing designed according to the invention
  • FIG. 2 shows the cross-section A - A through the radial cylindrical roller bearing according to the invention designed according to FIG. 1;
  • FIG 3 is an enlarged view of the detail X of the inventively embodied radial cylindrical roller bearing according to Figure 2;
  • FIG. 4 is an enlarged partial view of a cross section through the bearing cage of the inventively embodied radial cylindrical roller bearing. Detailed description of the drawings
  • FIGS. 1 and 2 each show a view of a roller bearing 1 configured as a single-row radial cylindrical roller bearing, which essentially consists of an inner bearing ring 2 and an outer bearing ring 3 arranged concentrically therewith, a plurality between these bearing rings 2.
  • 3 rolling and trained with an axial through-hole 4 roller-shaped rolling elements 5 and at least one of the rolling elements 5 in the circumferential direction at regular intervals holding bearing cage 6 consists.
  • the bearing cage 6 is clearly visible as a pin cage formed by two arranged on the end faces 7, 8 of the rolling elements 5 side rings 9, 10 and through a plurality through the through holes 4 of the rolling elements 5 guided and frontally connected to both side rings 9, 10 Bolt 11 is formed and thereby allows the arrangement of a maximum number of rolling elements 5 between the bearing rings 2, 3.
  • the free volume between the bearing rings 2, 3 is filled with a lubricant not shown in the drawings, in a known manner to avoid friction between the rolling elements 5 and the bearing rings 2, 3 and between the rolling elements 5 and the pin 11th the bearing cage 6 is provided.
  • the thread-like profiling on the mantle surfaces 12 of the bolts 11 is in concrete execution by two uniformly circumferentially distributed to each other arranged lubrication grooves 13, 14 with a right pitch and by two more equally equally equally um- circumferentially spaced lubrication grooves 17, 18 formed with a left slope extending from one end 15 to the other end 16 of each bolt 11 and avoid by their opposition to acting on the rolling elements 5 screwing, the exclusive arrangement of lubrication grooves 13, 14 with right pitch or from lubrication grooves 17, 18 with left slope would cause a disadvantageous axial displacement of the rolling elements 5 on their pin 11 in a preferred direction.
  • the depth of the lubrication grooves 13, 14; 17, 18 corresponds to about 10% of the diameter of the bolt 11, while the width of the lubrication grooves 13, 14; 17, 18 is dimensioned such that the total area of the lubrication grooves 13, 14; 17, 18 a maximum of 25% of the remaining lateral surface 12 of the pin 11 is.
  • the pitch angle of the lubrication grooves 13, 14 with right pitch and the pitch angle of the lubrication grooves 17, 18 with left slope over the entire length is the same and identical and is for example about 45 °.
  • This design ensures that, on the one hand, the supporting portion of the lateral surface 12 is large enough to absorb the forces occurring in the rolling bearing 1 and, on the other hand, a continuous flow of lubricant through the through-bore. ments 4 of the rolling elements 5 is generated, with a reliable supply of the sliding contact between the pin 11 and the rolling elements 5 is ensured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein als Rollenlager ausgebildetes Wälzlager (1), welches im Wesentlichen aus einem inneren Lagerring (2) und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Lagerring (3), einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen (2, 3) abrollender und mit einer axialen Durchgangsbohrung (4) ausgebildeter rollenförmiger Wälzkörper (5) sowie aus zumindest einem die Wälzkörper (5) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen haltenden Lagerkäfig (6) besteht. Der Lagerkäfig (6) wird dabei durch zumindest zwei an den Stirnseiten (7, 8) der Wälzkörper (5) angeordnete Seitenringe (9, 10) und durch eine Vielzahl durch die Durchgangsbohrungen (4) der Wälzkörper (5) hindurch geführter sowie stirnseitig mit beiden Seiteringen (9, 10) verbundener Bolzen (11) gebildet, wobei zur Vermeidung von Reibung zwischen den Wälzkörpern (5) und den Lagerringen (2, 3) sowie zwischen den Wälzkörpern (5) und den Bolzen (11) des Lagerkäfigs (6) das freie Volumen zwischen den Lagerringen (2, 3) mit einem Schmierstoff befüllt ist. Erfindungsgemäß weisen die Bolzen (11) des Lagerkäfigs (6) an ihren Mantelflächen (12) eine gewindegangartige Profilierung auf, mit welcher der zwischen den Lagerringen (2, 3) angeordnete Schmierstoff in die axialen Durchgangsbohrungen (4) der Wälzkörper (5) hinein transportierbar sowie am Gleitkontakt zwischen den Wälzkörpern (5) und den Bolzen (11) gleichmäßig verteilbar ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wälzlager, insbesondere Rollenlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 , und sie ist insbesondere vorteilhaft an ein- oder mehrreihigen Zylinder-, Kegel-, Tonnen- oder Pendelrollenlagern realisierbar, deren Wälzkörper in einem Bolzenkäfig gehalten werden.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 6 920 779 ist ein als einreihiges Radial-Zylinderrollenlager ausgebildetes, gattungsbildendes Rollenlager bekannt, das im Wesentlichen aus einem inneren Lagerring und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Lagerring, einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen abrollender und mit einer axialen Durchgangsbohrung ausgebildeter rollenförmiger Wälzkörper sowie aus zumindest einem die Wälzkörper in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen haltenden La- gerkäfig besteht. Der Lagerkäfig ist dabei als so genannter Bolzenkäfig ausgebildet, der durch zwei an den Stirnseiten der Wälzkörper angeordnete Seitenringe und durch eine Vielzahl durch die Durchgangsbohrungen der Wälzkörper hindurch geführter sowie stirnseitig mit beiden Seiteringen verbunde- ner Bolzen gebildet wird. Mit einem solchen Bolzenkäfig werden im Vergleich zu mit Wälzkörpertaschen versehenen Lagerkäfigen die Wälzkörper exakter geführt sowie die axialen Stege zwischen den Wälzkörpern vermieden, so dass der umfangsseitige Abstand der Wälzkörper zueinander verringert werden kann und bei sonst gleichen Lagerabmessungen insgesamt mehr Wälz- körper über den Umfang verteilt angeordnet werden können und damit die Tragkraft des Rollenlagers erhöht werden kann. Zur Vermeidung von Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Lagerringen sowie zwischen den Wälzkörpern und den Bolzen des Lagerkäfigs ist darüber hinaus das freie Volumen zwischen den Lagerringen mit einem Schmierstoff befüllt, der durch Kapillarwirkung auch in die Durchgangsbohrungen zum Gleitkontakt der Wälzkörper mit den Bolzen eindringen soll.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass die angestrebte Kapillarwirkung des Schmierstoffes in die Durchgangsbohrungen der Wälzkörper ins- besondere bei Rollenlagern größerer Bauart bzw. bei langer Axialerstreckung der Durchgangsbohrungen nicht oder nur mangelhaft eintritt, so dass die zwischen den Bolzen des Lagerkäfigs und den Durchgangsbohrungen der Wälzkörper auftretende Gleitreibung nur mangelhaft oder gar nicht durch den Schmierstoff im Lager verringert werden konnte. Bei längerer Betriebs- dauer kam es durch die aus dieser Mangelschmierung resultierende Reibungswärme dann zum Überschreiten der zulässigen Betriebstemperatur des Rollenlagers, so dass der damit einhergehende erhöhte Verschleiß am Gleitkontakt der Wälzkörper mit den Bolzen letztendlich zum vorzeitigen Ausfall des Rollenlagers führte. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde es deshalb durch die DE 35 28 138 A1 vorgeschlagen, die Bolzen des Lagerkäfigs mit einer axial verlaufenden, zentrischen Schmierbohrung auszubilden, die mindestens eine in die Durchgangsbohrung jedes Wälzkörpers mündende Schmieröffnung aufweist und somit ebenfalls durch Kapillarwirkung einen gezielten Transport des Schmiermittels zum Gleitkontakt der Wälzkörper mit den Bolzen gewährleisten soll.
Auch bei mit dieser Lösung ausgestatten Rollenlagern hat es sich anhand nach wie vor auftretender Verschleißerscheinungen jedoch gezeigt, dass der angestrebte kontinuierliche Schmierstofftransport durch die Schmierbohrungen noch nicht ausreicht, um die zwischen den Bolzen des Lagerkäfigs und den Durchgangsbohrungen der Wälzkörper auftretende Gleitreibung zufrieden stellend verringern zu können. Darüber hinaus hat sich eine solche Lö- sung durch die Vielzahl der einzuarbeitenden Bohrungen in den Bolzen als fertigungstechnisch sehr aufwändig erwiesen, so dass die Herstellungskosten solcher Rollenlager sich in nachteiliger Weise unproportional erhöhen.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Wälzlager, insbesondere Rollenlager, zu konzipieren, bei dem die zwischen den Bolzen des Lagerkäfigs und den Durchgangsbohrungen der Wälzkörper auftretende Gleitreibung in kostengünstiger Weise zuverlässig durch den im Lager befindlichen Schmierstoff verringert und somit die Lebensdauer des Wälzlagers erheblich verlängert werden kann. Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Bolzen des Lagerkäfigs an ihren Mantelflächen eine gewindegangartige Profilierung aufweisen, mit welcher der zwischen den Lagerringen angeordnete Schmierstoff in die axialen Durchgangsbohrungen der Wälzkörper hinein transportierbar sowie am Gleitkontakt zwischen den Wälzkörpern und den Bolzen gleichmäßig verteilbar ist.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch eine gewindegangartige Profilierung an den Mantelflächen der Bolzen in einfacher Weise möglich ist, unter Ausnutzung des Prinzips der archimedischen Schraube den Gleitkontakt zwischen den Bolzen des Lagerkäfigs und den Durchgangsbohrungen der Wälzkörper kontinuierlich mit dem zur Vermeidung von Reibungswärme erforderlichen Schmierstoff zu versorgen.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlager vorgesehen, dass die gewindegangartige Profilierung an den Mantelflächen der Bolzen durch zumindest eine in die Mantelfläche jedes Bolzens eingearbeitete Schmiernut gebildet wird, die sich mit einer Rechts- oder Links- Steigung von einem Ende zum anderen Ende jedes Bolzens erstreckt. Die Ausbildung der Schmiernut mit einer Rechts- oder Linkssteigung ist für die erwünschte Transportrichtung des Schmierstoffs durch die Durchgangsbohrungen der Wälzkörper ausschlaggebend und richtet sich somit nach der Drehrichtung der Lagerringe bzw. der daraus resultierenden Drehrichtung des Bolzenkäfigs. Ausgehend davon ist es nach Anspruch 3 eine besonders vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers, wenn die Bolzen bevorzugt mit zumindest zwei gleichmäßig umfangsverteilt zueinander angeordneten Schmiernuten mit einer Rechtssteigung sowie mit zumindest zwei weiteren ebenfalls gleichmäßig umfangsverteilt zueinander angeordneten Schmiernuten mit einer Linkssteigung ausgebildet sind. Bei einem kreisrunden Querschnitt der Bolzen hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, die beiden Schmiernuten mit Rechtssteigung beispielsweise bei 0° und bei 180° beginnend sowie die beiden Schmiernuten mit Linkssteigung bei 90° und bei 270° des Vollkreises von 360° beginnend anzuordnen, wobei sich die gegenläufigen Schmiernuten am Umfang der Bolzen mehrfach kreuzen. Die Ausbildung der Bolzen mit gegenläufigen Schmiernuten gleicher Anzahl dient dabei insbesondere bei reinen Radialrollenlagern mit axial angeordneten Bolzen im Lagekäfig der Vermeidung eines auf die Wälzkörper wirkenden Schraubeffektes, der bei Anordnung einer oder mehreren Schmiernuten nur mit Rechtsteigung oder nur mit Linksteigung auftreten und ein axiales Verschieben der Wälzkörper auf ihren Bolzen in eine Vorzugsrichtung bewirken würde. Bei anderen Lagerarten mit schräg angestellten Bolzen im Lagerkäfig, wie beispielsweise bei Kegeloder Kreuzrollenlagern, kann es jedoch sogar erwünscht und vorteilhaft sein, eine solche Vorzugsrichtung des Schmierstoffes durch die Durchgangsbohrungen der Wälzkörper zu erzeugen, um einen Transport des Schmierstoffes in den Gleitkontakt zwischen den Bolzen und den Durchgangsbohrungen entgegen der Schwerkraft zu bewirken.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlager darüber hinaus noch dadurch aus, dass sämtliche Schmiernuten durch Warm- oder Kaltwalzen in die Mantelflächen der Bolzen eingearbeitet sind und bevorzugt einen trapezförmigen Profilquerschnitt mit jeweils einer Phase oder Rundung am Übergang zur Mantelfläche der Bolzen aufweisen. Das Warm- oder Kaltwalzen der Schmiernuten in den Bolzen hat sich dabei als besonders kostengünstig erwiesen, da die Bolzen des Lagerkäfigs zumeist einseitig mit einem ebenfalls durch Warm- oder Kaltwalzen eingearbeiteten Gewinde zur Verschraubung in entsprechenden Gewindebohrungen in den Seitenringen ausgebildet werden, so dass das Gewinde und die Schmiernuten zusammen in einem Arbeitsgang ohne wesentliche Zusatzkosten in die Bolzen eingearbeitet werden können. Da der Profilquerschnitt des Gewindes an den Bolzen dabei in aller Regel trapezförmig ist, bietet es sich somit an, auch den Profilquerschnitt der Schmiernuten trapezförmig auszubilden, wobei durch unterschiedliche Walzdrücke auch unterschiedliche Walztiefen zwischen Gewinde und Schmiernuten erzielbar sind. Denkbar sind jedoch auch andere gemeinsame oder einzeln unterschiedliche Profilquerschnitte für das Gewinde und die Schmiernuten in den Bolzen, die auch durch andere gemeinsame oder einzeln unterschiedliche Fertigungsverfahren herstellbar sind. Die Phase oder Rundung am Übergang der Schmiernuten zur Mantelfläche der Bolzen, die bevorzugt ebenfalls in einem Arbeitsgang mit den Schmiernuten aber auch durch einen gesonderten Arbeitsgang eingearbeitet wird, ist dagegen deshalb notwendig, damit durch den ansonsten scharfkantigen Übergang der Schmierstoff nicht wieder aus den Durchgangsbohrungen in den Wälzkörpern herausgeschabt wird und sich zwischen der Mantelfläche der Bolzen und der Durchgangsbohrung in den Wälzkörpern ein tragfähiger Schmierfilm aufbauen kann.
Als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers wird es durch Anspruch 5 und 6 des Weiteren vorgeschlagen, dass die Tiefe der Schmiernuten mindestens 10% des Durchmessers der Bolzen entspricht, während die Breite der Schmiernuten so bemessen ist, dass die Gesamtfläche der Schmiernuten maximal 25% der verbleibenden Mantelfläche der Bolzen beträgt. Der Steigungswinkel der Schmiernuten mit Rechtssteigung und der Steigungswinkel der Schmiernuten mit Linkssteigung ist dabei über deren gesamte Länge bevorzugt gleich bleibend und identisch und beträgt abhängig von der Schmierstoffart und dem Schmierstoffbedarf etwa 30° bis 60°. Durch diese Maßnahmen soll erreicht werden, dass einerseits der Traganteil der Mantelfläche groß genug ist, um die auftretenden Kräfte aufzunehmen und andererseits ein kontinuierlicher Schmierstoffdurch- fluss durch die Durchgangsbohrungen der Wälzkörper erzeugt wird, mit dem eine zuverlässige Versorgung des Gleitkontaktes zwischen den Bolzen und den Wälzkörpern gewährleistet ist. Dabei kann es abweichend von der angegebenen Vorzugsausbildung auch notwendig sein, an bestimmten Ab- schnitten die Breite und/oder den Steigungswinkel einzelner oder aller Schmiernuten örtlich zu variieren, um den Schmierstofftransport zum Gleitkontakt besonders effektiv zu gestalten.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälz- lagers ist es nach den Ansprüchen 7 und 8 schließlich noch, dass die Seitenringe des Lagerkäfigs an ihren zu den Stirnseiten der Wälzkörper weisenden Seitenflächen jeweils eine zu den Bolzen gerichtete umlaufende Phase sowie jeweils zu den Bolzen verlaufende Zuführnuten aufweisen, um die Schmierstoffaufnahme durch die Schmiernuten in den Bolzen zusätzlich zu erleichtern. Da bei Rollenlagern mit Bolzenkäfig die Führung der Rollen in Umfangsrichtung in aller Regel durch seitlich die Laufbahnen der Rollen in den Lagerringen begrenzende Borde erfolgt, ist es somit möglich, die Seitenringe des Lagerkäfigs geringfügig zu den Stirnseiten der Wälzkörper beabstandet anzuordnen und dadurch über den Spalt zwischen den Seiten- ringen und den Wälzkörpern sowie über die zu den Bolzen verlaufenden Zuführnuten die Aufnahme des Schmierstoffs durch die Schmierstoffnuten in den Bolzen des Lagerkäfigs zu realisieren. Die Geometrie der Phasen und der Zuführnuten sollte dabei so ausgeführt werden, dass durch die Rotation des Lagerkäfigs über die Phasen die Schmierstoffaufnahme erfolgt und über die Zuführnuten ein gezielter Schmierstoffstrom zu den Schmiernuten in den Bolzen erzeugt wird.
Zusammenfassend weist das erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlager somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgleichen Wälzlagern den Vorteil auf, dass es mit einem Bolzenkäfig ausgebildet ist, bei dem durch Anordnung einer kostengünstig zusammen mit einem Einschraubgewinde herstellbaren gewindegangartigen Profilierung an den Man- telflächen der Bolzen des Käfigs der zwischen den Lagerringen angeordnete Schmierstoff in die axialen Durchgangsbohrungen der Wälzkörper kontinuierlich hinein transportiert sowie am Gleitkontakt zwischen den Wälzkörpern und den Bolzen gleichmäßig verteilt wird. Dadurch wird die zwischen den Bolzen des Käfigs und den Durchgangsbohrungen der Wälzkörper auftretende Gleitreibung zuverlässig durch den im Lager befindlichen Schmierstoff verringert und die Lebensdauer des Wälzlagers erheblich verlängert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Ra- dial-Zylinderrollenlagers;
Figur 2 den Querschnitt A - A durch das erfindungsgemäß ausgebilde- te Radial-Zylinderrollenlager gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X des erfindungsgemäß ausgebildeten Radial-Zylinderrollenlagers gemäß Figur 2;
Figur 4 eine vergrößerte Teildarstellung eines Querschnittes durch den Lagerkäfig des erfindungsgemäß ausgebildeten Radial-Zylinderrollenlagers. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus den Figuren 1 und 2 geht jeweils eine Ansicht eines als einreihiges Radi- al-Zylinderrollenlager ausgebildeten Wälzlagers 1 hervor, welches im Wesent- liehen aus einem inneren Lagerring 2 und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Lagerring 3, einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen 2, 3 abrollender und mit einer axialen Durchgangsbohrung 4 ausgebildeter rollenförmiger Wälzkörper 5 sowie aus zumindest einem die Wälzkörper 5 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen haltenden Lagerkäfig 6 besteht. Der Lagerkäfig 6 ist dabei deutlich sichtbar als Bolzenkäfig ausgebildet, der durch zwei an den Stirnseiten 7, 8 der Wälzkörper 5 angeordnete Seitenringe 9, 10 und durch eine Vielzahl durch die Durchgangsbohrungen 4 der Wälzkörper 5 hindurch geführter sowie stirnseitig mit beiden Seiteringen 9, 10 verbundener Bolzen 11 gebildet wird und dadurch die Anordnung einer maximalen Anzahl von Wälzkörpern 5 zwischen den Lagerringen 2, 3 ermöglicht. Darüber hinaus ist das freie Volumen zwischen den Lagerringen 2, 3 mit einem in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Schmierstoff befüllt, der in bekannter Weise zur Vermeidung von Reibung zwischen den Wälzkörpern 5 und den Lagerringen 2, 3 sowie zwischen den Wälzkörpern 5 und den Bolzen 11 des Lagerkäfigs 6 vorgesehen ist.
Die in Figur 3 gezeigte vergrößerte Darstellung der Einzelheit X gemäß Figur 2 macht des Weiteren deutlich, dass die Bolzen 11 des Lagerkäfigs 6 an ihren Mantelflächen 12 erfindungsgemäß eine gewindegangartige Profilie- rung aufweisen, mit welcher der zwischen den Lagerringen 2, 3 angeordnete Schmierstoff unter Ausnutzung des Effektes der archimedischen Schraube in die axialen Durchgangsbohrungen 4 der Wälzkörper 5 hinein transportierbar sowie am Gleitkontakt zwischen den Wälzkörpern 5 und den Bolzen 11 gleichmäßig verteilbar ist. Die gewindegangartige Profilierung an den Mantel- flächen 12 der Bolzen 11 wird dabei in konkreter Ausführung durch zwei gleichmäßig umfangsverteilt zueinander angeordnete Schmiernuten 13, 14 mit einer Rechtssteigung sowie durch zwei weitere ebenfalls gleichmäßig um- fangsverteilt zueinander angeordnete Schmiernuten 17, 18 mit einer Linkssteigung gebildet, die sich von einem Ende 15 zum anderen Ende 16 jedes Bolzens 11 erstrecken und durch ihre Gegenläufigkeit einen auf die Wälzkörper 5 wirkenden Schraubeffekt vermeiden, der bei ausschließlicher Anordnung von Schmiernuten 13, 14 mit Rechtsteigung oder von Schmiernuten 17, 18 mit Linksteigung ein nachteiliges axiales Verschieben der Wälzkörper 5 auf ihren Bolzen 11 in eine Vorzugsrichtung bewirken würde.
Lediglich andeutungsweise ist der Darstellung gemäß Figur 3 auch ent- nehmbar, dass sämtliche Schmiernuten 13, 14; 17, 18 einen trapezförmigen Profilquerschnitt aufweisen und zusammen mit einem zur Verschraubung der Bolzen 11 im Seitenring 13 des Lagerkäfigs 6 vorgesehenen, nicht näher dargestellten Gewinde am Ende 15 der Bolzen 11 durch Warm- oder Kaltwalzen in die Mantelflächen 12 der Bolzen 11 eingearbeitet sind. Der Über- gang der Schmiernuten 13, 14; 17, 18 zur Mantelfläche 12 der Bolzen 11 ist dabei jeweils als ebenfalls nur angedeutete Rundung 19, 20 ausgebildet, damit sich zwischen der Mantelfläche 12 der Bolzen 11 und der Wandung der Durchgangsbohrung 4 in den Wälzkörpern 5 ein tragfähiger Schmierfilm aufbauen kann.
Darüber hinaus geht aus Figur 3 andeutungsweise hervor, dass die Tiefe der Schmiernuten 13, 14; 17, 18 etwa 10% des Durchmessers der Bolzen 11 entspricht, während die Breite der Schmiernuten 13, 14; 17, 18 so bemessen ist, dass die Gesamtfläche der Schmiernuten 13, 14; 17, 18 maximal 25% der verbleibenden Mantelfläche 12 der Bolzen 11 beträgt. Ebenso ist aus dieser Zeichnung klar ersichtlich, dass der Steigungswinkel der Schmiernuten 13, 14 mit Rechtssteigung und der Steigungswinkel der Schmiernuten 17, 18 mit Linkssteigung über deren gesamte Länge gleich bleibend und identisch ist und beispielhaft etwa 45° beträgt. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass einerseits der Traganteil der Mantelfläche 12 groß genug ist, um die im Wälzlager 1 auftretenden Kräfte aufzunehmen und dass andererseits ein kontinuierlicher Schmierstoffdurchfluss durch die Durchgangsboh- rungen 4 der Wälzkörper 5 erzeugt wird, mit dem eine zuverlässige Versorgung des Gleitkontaktes zwischen den Bolzen 11 und den Wälzkörpern 5 gewährleistet ist.
Schließlich ist den Figuren 3 und 4 noch zu entnehmen, dass die Seitenringe 9, 10 des Lagerkäfigs 6 zur Erleichterung der Schmierstoffaufnahme durch die Schmiernuten 13, 14; 17, 18 in den Bolzen 11 an ihren zu den Stirnseiten der Wälzkörper 5 weisenden Seitenflächen jeweils zwei zu den Bolzen 11 gerichtete umlaufende Phasen 21 , 22 und 23, 24 sowie jeweils zu den BoI- zen 11 verlaufende Zuführnuten 25 aufweisen. Die Phasen 21 , 22 und 23, 24 sowie die Zufϋhrnuten 25 sind dabei so ausgeführt, dass durch die Rotation des Lagerkäfigs 6 über die Phasen 21 , 22 und 23, 24 die Schmierstoffaufnahme erfolgt und über die Zuführnuten 25 ein gezielter Schmierstoffstrom zu den Schmiernuten 13, 14; 17, 18 in den Bolzen 11 erzeugt wird.
Bezugszahlenliste
Wälzlager innerer Lagerring äußerer Lagerring
Durchgangsbohrung
Wälzkörper
Lagerkäfig
Stirnseite von 5
Stirnseite von 5
Seitenring von 6
Seitenring von 6
Bolzen
Mantelfläche von 11
Schmiernut
Schmiernut
Ende von 11
Ende von 11
Schmiernut
Schmiernut
Rundung
Rundung
Phase
Phase
Phase
Phase
Zuführnuten

Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (1), insbesondere Rollenlager, im Wesentlichen bestehend aus einem inneren Lagerring (2) und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Lagerring (3), einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen (2, 3) abrollender und mit einer axialen Durchgangsbohrung (4) ausgebildeter rollenförmiger Wälzkörper (5) sowie aus zumindest einem die Wälzkörper (5) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen haltenden Lagerkäfig (6), der durch zumindest zwei an den Stirnseiten (7, 8) der Wälzkörper (5) angeordnete Seitenringe (9, 10) und durch eine Vielzahl durch die Durchgangsbohrungen (4) der Wälzkörper (5) hindurch geführter sowie stirnseitig mit beiden Seiteringen (9, 10) verbundener Bolzen (11) gebildet wird, wobei zur Vermeidung von Reibung zwischen den Wälzkörpern (5) und den Lagerringen (2, 3) sowie zwischen den Wälzkörpern (5) und den Bolzen (11) des Lagerkäfigs (6) das freie Volumen zwischen den Lagerringen (2, 3) mit einem Schmierstoff befüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (11) des Lagerkäfigs (6) an ihren Mantelflächen (12) eine gewindegangartige Profilierung aufweisen, mit welcher der zwischen den Lagerringen (2, 3) angeordnete Schmierstoff in die axialen Durchgangsbohrungen (4) der Wälzkörper (5) hinein transportierbar sowie am Gleitkontakt zwischen den Wälzkörpern (5) und den Bolzen (11) gleichmäßig verteilbar ist.
2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gewinde- gangartige Profilierung an den Mantelflächen (12) der Bolzen (11) durch zumindest eine in die Mantelfläche (12) jedes Bolzens (11) eingearbeitete Schmiernut (13) gebildet wird, die sich mit einer Rechts- oder Linkssteigung von einem Ende (15) zum anderen Ende (16) jedes Bolzens (11) erstreckt.
3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (11) bevorzugt mit zumindest zwei gleichmäßig umfangsverteilt zueinander angeordneten Schmiernuten (13, 14) mit einer Rechtssteigung sowie mit zumindest zwei weiteren ebenfalls gleichmäßig umfangsverteilt zueinander angeordneten Schmiernuten (17, 18) mit einer Linkssteigung ausgebildet sind.
4. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schmiernuten (13, 14; 17, 18) durch Warm- oder Kaltwalzen in die Mantelflächen (12) der Bolzen (11) eingearbeitet sind und bevorzugt einen trapezförmigen Profilquerschnitt mit jeweils einer Phase oder Rundung (19, 20) am Übergang zur Mantelfläche (12) der Bolzen (11) aufweisen.
5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Schmiernuten (13, 14; 17, 18) etwa 10% des Durchmessers der Bolzen (11) entspricht, während die Breite der Schmiernuten (13, 14; 17, 18) so bemessen ist, dass die Gesamtfläche der Schmiernuten (13, 14; 17, 18) maximal 25% der verbleibenden Mantelfläche (12) der Bolzen (11) be- trägt.
6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungswinkel der Schmiernuten (13, 14) mit Rechtssteigung und der Steigungswinkel der Schmiernuten (17, 18) mit Linkssteigung bevorzugt über deren gesamte Länge gleich bleibend und identisch ist und abhängig von der Schmierstoffart und dem Schmierstoffbedarf etwa 30° bis 60° beträgt.
7. Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenringe (9, 10) des Lagerkäfigs (6) an ihren zu den Stirnseiten der Wälzkörper (5) weisenden Seitenflächen zur Erleichterung der Schmierstoffaufnahme durch die Schmiernuten (13, 14; 17, 18) in den Bolzen (11) zusätzlich je- weils zwei zu den Bolzen (11) gerichtete umlaufende Phasen (21 , 22; 23, 24) aufweisen.
8. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenringe (9, 10) des Lagerkäfigs (6) an ihren zu den Stirnseiten der Wälzkörper (5) weisenden Seitenflächen zur Erleichterung der Schmierstoffaufnahme durch die Schmiernuten (13, 14; 17, 18) in den Bolzen (11) zusätzlich jeweils zu den Bolzen (11) verlaufende Zuführnuten (25) aufweisen.
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