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Dokumentenidentifikation DE10119893C1 07.11.2002
Titel Zylinderrollenlager
Anmelder Aktiebolaget SKF, Göteborg/Gotenburg, SE
Erfinder Rößner, Sonja, 97516 Oberschwarzach, DE
Vertreter Gosdin, M., Dipl.-Ing.Univ. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 97422 Schweinfurt
DE-Anmeldedatum 24.04.2001
DE-Aktenzeichen 10119893
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.11.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.11.2002
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
IPC-Nebenklasse F16C 33/49   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Zylinderrollenlager (1), bestehend aus einem Außenring (2), einem Innenring (3), einer Vielzahl von zwischen Außenring (2) und Innenring (3) angeordneten Wälzkörpern (4) sowie mindestens einem Käfig (5), der eine der Anzahl der Wälzkörper (4) entsprechende Anzahl Aufnahmetaschen (6) aufweist, wobei der Käfig (5) im wesentlichen die Form eines flachen Ringes aufweist und in einer Nut (7) im Außenring (2) oder Innenring (3) geführt ist. Zur Vereinfachung der Montage des Scheibenkäfigs in das Zylinderrollenlager ist vorgesehen, dass der Käfig (5) aus einer der Anzahl der aufzunehmenden Wälzkörper (4) entsprechenden Anzahl von Ringabschnitten (8) besteht, die alle stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Zylinderrollenlager, bestehend aus einem Außenring, einem Innenring, einer Vielzahl von zwischen Außenring und Innenring angeordneten Wälzkörpern sowie mindestens einem Käfig, der eine der Anzahl der Wälzkörper entsprechende Anzahl Aufnahmetaschen aufweist, wobei der Käfig im wesentlichen die Form eines flachen Rings aufweist und in einer Nut im Außenring oder Innenring geführt ist.

Zylinderrollenlager der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Zur Führung der Zylinderrollen werden mitunter sogenannte Scheibenkäfige eingesetzt. Diese haben eine im wesentlichen flache, ringförmige Basiskontur. Entsprechende Lager mit Scheibenkäfigen sind beispielsweise aus der DE 42 44 091 A1, der DE 43 40 458 A1 und der DE 197 36 374 A1 bekannt.

Der Einsatz von Scheibenkäfigen hat sich bei Zylinderrollenlagern bewährt. Allerdings weisen derartige Käfige den Nachteil auf, dass ihre Montage mitunter sehr schwierig ist und nur mit besonderen Maßnahmen bewerkstelligt werden kann. Der Scheibenkäfig wird in einer Nut in der Laufahn des Innen- oder Außenrings geführt. Daher muss der Käfig bei seiner Montage einer starken Verformung unterzogen werden, um ihn in die Nut einsetzen zu können. Alternativ dazu ist es auch bekannt geworden, den Außenring des Lagers in einem Axialschnitt, in dem sich die Nut befindet, zu sprengen, den Scheibenkäfig in die Nut einzulegen und den Außenring anschließend wieder zusammenzusetzen.

All dies erhöht nicht nur den Montageaufwand des Käfigs erheblich, die Käfige bzw. Ringe sind auch einer erheblichen Schwächung ausgesetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zylinderrollenlager der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass es möglich ist, die Montage eines Scheibenkäfigs in eine Führungsnut des Außenrings bzw. Innenrings des Lagers so zu bewerkstelligen, dass der Käfig keine Schäden bei der Montage durch zu starke Verformung nimmt, trotzdem aber der Montageaufwand möglichst gering bleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig aus einer der Anzahl der aufzunehmenden Wälzkörper entsprechenden Anzahl von Ringabschnitten besteht, die alle stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei die Bögen der Ringabschnitte, zumindest über den wesentlichen Umfangsabschnitt, in dem sie um einen Wälzkörper herum laufen, eine konstante Dicke in Radialrichtung aufweisen.

Die Erfindung stellt also darauf ab, dass der Käfig eine solche Form haben soll, dass er einerseits relativ leicht bei der Montage verformbar ist, ohne durch die Verformung Schaden zu nehmen, und andererseits eine hinreichende Stabilität zur Führung der Wälzkörper aufweist.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die Ringabschnitte über einen Umfangsabschnitt um den Wälzkörper herumerstrecken, der mindestens 180° des Wälzkörperumfangs umfasst.

Eine besonders vorteilhafte Realisierung des Erfindungskonzepts wird erreicht, wenn die Dicke des Ringabschnitts zwischen 5% und 25%, vorzugsweise zwischen 7% und 15%, des Durchmessers des Wälzkörpers beträgt.

Zur Vermeidung von Kantenspannungen kann vorgesehen sein, dass zwei Ringabschnitte an ihrer Verbindungsstelle eine Ausrundung aufweisen. Im Querschnitt haben die Ringabschnitte bevorzugt eine rechteckige Form.

Der beschriebene Scheibenkäfig eignet sich besonders gut für ein Lager, bei dem die Nut mittig im Außenring oder Innenring angeordnet ist. Genauso ist es auch möglich, dass die Nut außermittig, vorzugsweise im Endbereich der Wälzkörper, im Außenring oder im Innenring angeordnet ist.

Die Schmierung der Wälzkörper wird verbessert, wenn vorgesehen wird, dass die Ringabschnitte an ihrer Kontaktfläche zu den Wälzkörpern ein Fettreservoir aufweisen.

Insbesondere das Notlaufverhalten des Lagers wird verbessert, wenn vorgesehen wird, dass an mindestens einem Ringabschnitt etwa in radialer Höhe der Laufahn des Außenrings mindestens eine sich seitlich aus dem Käfig erstreckende Führungsnase angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Radialschnitt durch ein Zylinderrollenlager,

Fig. 2 denselben Radialschnitt bei einer alternativen Ausgestaltung,

Fig. 3 die Seitenansicht des Käfigs im montierten Zustand und

Fig. 4 einen Ausschnitt der Seitenansicht des Käfigs im verformten Zustand während der Montage des Käfigs in die Führungsnut.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein Zylinderrollenlager 1 zu sehen. Dieses weist einen Außenring 2, einen Innenring 3 sowie Wälzkörper 4 auf, die zwischen Innenring und Außenring angeordnet sind. Die Führung der Wälzkörper 4 erfolgt mittels zweier Käfige 5, die vorliegend im aalen Endabschnitt der Wälzkörper 4 angeordnet sind. Die Käfige 5 sind jeweils in einer Nut 7 geführt, die in den Außenring eingearbeitet ist.

Eine alternative Ausgestaltung ist in Fig. 2 zu sehen, gemäß der vorgesehen ist, dass zur Führung der Wälzkörper 4 nur ein einziger Käfig 5 vorgesehen ist, der mittig im Außenring 2 in einer dort eingebrachten Nut 7 geführt ist.

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht des Käfigs 5. Die einzelnen Aufnahmetaschen 6 für die Wälzkörper 4 werden durch eine entsprechende Anzahl von Ringabschnitten 8 gebildet, die alle stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Falle besteht der Käfig aus Kunststoff, so dass die gesamte in Fig. 3 zu sehende Kontur durch einen gemeinsamen Spritzgießvorgang hergestellt wird. Die einzelnen Ringabschnitte 8 haben über den Umfang der Aufnahmetaschen 6 im wesentlichen eine konstante Dicke d. Die Abmessung d liegt 5% und 25% des Durchmessers D der Wälzkörper 4. Der Übergang von einem Ringabschnitt 8 zum nächsten erfolgt an der radial außenliegenden Seite durch eine Ausrundung 9 mit einem Radius R. Im Bereich der Kontaktfläche des Käfigs 5 zu den Wälzkörpern 4 sind Fettreservoirs 10 eingearbeitet, in denen sich Schmiermittel anlagern kann. Weiterhin ist vorgesehen, dass am Käfig 5 Führungsnasen 11 angebracht sind, die sich normal aus der Basiskontur des Käfigs 5 heraus erstrecken. Die Führungsnasen 11 sind dabei in Bezug auf ihre radiale Position im montierten Zustand des Käfigs etwas unterhalb der Laufahn des Außenrings 2 angeordnet. Sollte aus irgendwelchen Gründen der Käfig 5 während des Betriebs des Wälzlagers brechen, kann eine Führung des Käfigs an der Außenringlaufahn erfolgen, wodurch die Notlaufeigenschaften des Käfigs verbessert werden.

In Fig. 4 ist zu sehen, wie der Käfig zur Montage in die Nut 7 verformt wird. Ein nicht dargestelltes Werkzeug kann beispielsweise über den Umfang verteilte Klauen aufweisen, die radial nach innen bewegbar sind und die in die Ausrundungen 9eingreifen. Der Käfig 5' wird damit allseits radial komprimiert, wodurch der äußerste Durchmesser des Käfigs soweit verringert wird, dass der Käfig über den Bord des Außenrings (siehe Fig. 1) geschoben werden kann. Nach Entfernen des Werkzeugs schnappt der Käfig 5 dann in die Nut 7 ein. Bezugszeichenliste 1 Zylinderrollenlager

2 Außenring

3 Innenring

4 Wälzkörper

5 Käfig

5' Käfig während der Montage

6 Aufnahmetaschen

7 Nut

8 Ringabschnitt

9 Ausrundung

10 Fettreservoir

11 Führungsnase

d Dicke des Ringabschnitts

D Durchmesser des Wälzkörpers

R Radius der Ausrundung


Anspruch[de]
  1. 1. Zylinderrollenlager (1), bestehend aus

    einem Außenring (2),

    einem Innenring (3),

    einer Vielzahl von zwischen Außenring (2) und Innenring (3) angeordneten Wälzkörpern (4) sowie

    mindestens einem Käfig (5), der eine der Anzahl der Wälzkörper (4) entsprechende Anzahl Aufnahmetaschen (6) aufweist,

    wobei der Käfig (5) im wesentlichen die Form eines flachen Ringes aufweist und in einer Nut (7) im Außenring (2) oder Innenring (3) geführt ist,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    der Käfig (5) aus einer der Anzahl der aufzunehmenden Wälzkörper (4) entsprechenden Anzahl von Ringabschnitten (8) besteht, die alle stoffschlüssig miteinander verbunden sind,

    wobei die Bögen der Ringabschnitte (8), zumindest über den wesentlichen Umfangsabschnitt, in dem sie um einen Wälzkörper (4) herum verlaufen, eine konstante Dicke (d) in Radialrichtung aufweisen.
  2. 2. Zylinderrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ringabschnitte (8) über einen Umfangsabschnitt um den Wälzkörper (4) herum erstrecken, der mindestens 180° des Wälzkörperumfangs umfasst.
  3. 3. Zylinderrollenlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) des Ringabschnitts (8) zwischen 5% und 25%, vorzugsweise zwischen 7% und 15%, des Durchmessers (D) des Wälzkörpers (4) beträgt.
  4. 4. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ringabschnitte (8) an ihrer Verbindungsstelle eine Ausrundung (9) aufweisen.
  5. 5. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (8) eine im Querschnitt rechteckige Form haben.
  6. 6. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) mittig im Außenring (2) oder Innenring (3) angeordnet ist.
  7. 7. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) außermittig, vorzugsweise im Endbereich der Wälzkörper (4), im Außenring (2) oder Innenring (3) angeordnet ist.
  8. 8. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (8) an ihrer Kontaktfläche zu den Wälzkörpern (4) mindestens ein Fettreservoir (10) aufweisen.
  9. 9. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Ringabschnitt (8) etwa in radialer Höhe der Laufbahn des Außenrings (2) mindestens eine sich seitlich aus dem Käfig (5) erstreckende Führungsnasen (11) angeordnet ist.
  10. 10. Zylinderrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (5) aus Kunststoff besteht.






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