Derartige Wälzlager bzw. Käfige für solche Wälzlager sind beispielsweise aus der DT-C3-14 00 324, DE-A1-31 34 241, DE-C2-34 24 741, DE-A1-44 42 269, DE-A1-196 19 712, DE-A1-196 54 584, EP-B1-0 225 508 und EP-A1-0 392 146 bekannt.

Bei diesen bekannten Wälz- oder Rollenlagern haben die Stege der Käfige eine beträchtliche Breite, so da# nur eine geringe Anzahl von Rollen im Lager untergebracht werden kann und somit die Belastbarkeit des Rollenlagers verhältnismäßig gering ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wälzlager der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Packungsdichte der Rollen hoch ist und das einfach zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Man erkennt, da# die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn es sich um ein Lager handelt, das im Wesentlichen aus drei verschiedenen Teilen und einer Vielzahl von Rollen besteht. Die Rollen befinden sich zwischen einem Außen-und einem Innenring und sind durch den Käfig separiert. Die Besonder- heit des Käfigs besteht darin, da# er aus zwei Käfigringen mit unterschiedlichen Durchmessern und Stegen besteht, die regelmäßig keilförmig ausgebildet sind und gewährleisten, da# die Rollen mit Minimalabstand zueinander angeordnet sind. Im Innen-und/oder Außenring sind regelmäßig ringförmige Ausnehmungen oder Flansche vorgesehen, die eine vorzugsweise formschlüssige Unterbringung des Käfigs innerhalb der Ringe gewährleisten. Gleichzeitig ist hierdurch auch sichergestellt, da# der Käfig zwischen die beiden Ringe in axialer Richtung steckbar, aber nicht hindurchführbar ist.

Damit kann die Packungsdichte der Rollen größer als bei bekannten Rollenlagern gemacht werden, so Kräfteöbertragenwerdenkönnen.Diegrö#ere Montage des Rollenlagers kann einfach so vorgenommen werden, da# der auf eine Maschinenwelle aufgeschobene Innenring des Rollenlagers mit Rollen aus einem ringförmigen Magazin bestückt wird, wobei die Rollen duch Schmierfett gehalten werden. Danach wird die Welle mit dem Innenring und den Rollen in den mit dem Käfig bestückten Außenring eingeführt. Der Käfig kann in beliebiger Weise am Außenring festgelegt sein und die keilförmigen Stege können zwischen den Rollen angeordnet werden. Durch die kleinen Berührungsflächen, die die Rollen mit den Keilseitenflächenstücken des Käfigs haben, wird die Reibung der Rollen mit dem Käfig minimiert.

Die Laufflächen, in denen die Wälzlager geführt sind, können selbstverständlich auch im Außenring selbst, also nicht auf dem Innenring, ausgebildet sein, so da# der Käfig entsprechend abgeändert und auf dem Innenring gelagert wird. Den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist daher gemeinsam, da# der Käfig zur Separation der regelmäßig zylinderförmigen Wälzkörper dient, im Außen-oder Innenring des Lagers gelagert und in axialer Richtung des Lagers steckbar ist.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Außen-und die Innendurchmesser der Käfigringe unter Berücksichtigung der Außendurchmesser der Rollen auf die Innen-bzw. die Außendurchmesser der Ringe angepasst sind. Durch diese Maßnahmen ist gewährleistet, da# die regelmäßig unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Käfigringe zwischen die Käfigringe einbringbar sind, jedoch durch das Wälzlager nicht hindurchführbar sind.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Ringflansche zu den Achsen der Rollen hin gerichtet sind. Durch diese Maßnahmen ist gewährleistet, daß die Führung der Rollen entweder durch den einen oder durch den anderen Käfigring oder durch beide gemeinsam erfolgt.

Ferner sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, da# die Stege als Vorsprünge ausgebildet sind, die vorzugsweise einen im Wesentlichen trapez-oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens ist es zweckmäßig, wenn die Stege Keilseitenflächen- stücke besitzen. Hierdurch ist zum einen eine Stabilität des Käfigs und zum anderen auch sichergestellt, da# der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Rollen minimal gehalten werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Breite der Stege im Bereich der Keilseitenflächenstücke so gewählt, daß der Abstand der Rollen voneinander nur ein die Lagerschmierung noch ermöglichendes Minimum ist. Daher kann die Packungsdichte der Rollen optimal gestaltet werden, was zur guten Kräfteübertragung innerhalb des Lagers zur Folge hat.

Vorzugsweise beträgt der Abstand der Rollen gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung nur wenige zehntel Millimeter.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, daß der Außenring eine seitliche, ringförmige Ausnehmung aufweist, in die der den größeren Innen- durchmesser aufweisende Käfigring formschlüssig eingepaßt ist. Ein derartiges Rollenlager eignet sich vorzugsweise als Doppellager, bei dem die mit den Ausnehmungen versehenen Seiten zweier Außenringe einander berühren. Die Einpassung kann vorzugsweise auch ein Preßsitz sein.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das vorgeschlagene Lager nicht nur bei zentrischer, sondern auch bei exzentrischer Lagerung von Wellen und Bauteilen eingesetzt werden kann. Bei exzentrischer Lagerung treten zusätzliche Kräfte auf, wodurch sowohl das Lager selbst als auch der Käfig besonders beansprucht werden. Im bekannten Falle ist der Käfig auf den Rollen radial geführt und dadurch bei exzentrischer Lagerung durch die Rollen übermäßig belastet. Dagegen erfolgt gemäß der Erfindung die Führung des Käfigs am Außenring und/oder am Innenrig, wodurch der Käfig insbesondere bei exzentrischer Lagerung von Bauteilen vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dadurch wird der Käfig von zusätzlichen Kräften des Wälzlagers nicht allzusehr beansprucht. Die Bauweise des Käfigs muß nicht besonders robust sein. Gleichzeitig ist eine besonders vorteilhafte Montage des Käfigs möglich.

Schließlich ist von Bedeutung, da# der erfindungsgemäße Käfig eine besonders geringe Breite des Wälzlagers erlaubt, weil die Käfigringe im Querschnitt schmal sein können. Gleichzeitig können die Käfigringe hinreichend hoch sein, weil in Radialrichtung genügend Raum für ihre Querschnittshöhe vorhanden ist. Die vorrangige Aufgabe des Käfigs besteht in Separation der Rollen, wobei gleich- zeitig ein gleichmäßiges Verteilen der Rollen am Umfang ihrer Laufbahn gewähr- leistet ist. Der Käfig besteht regelmäßig aus Kunststoff und kann durch Spritzen hergestellt werden.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Rollenlagers, Fig. 2 einen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach Fig. 1, Fig. 3 einen anderen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach Fig. 1, Fig. 3a das Rollenlager nach Fig. 3, jedoch ohne käfig, Fig. 4 eine axiale Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Käfig mit einem peripheren Teilschnitt VI, Fig. 5 einen Schnitt durch den Käfig längs der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine Vergrößerung des Teilschnitts VI in Fig. 4, Fig. 7 eine Vergrößerung der Einzelheit VII in Fig. 8, Fig. 8 eine verkleinerte, perspektivische Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Käfigs, Fig. 9 einen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 10 einen anderen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 10a das Rollenlager nach Fig. 10, jedoch ohne Käfig, Fig. 11 eine axiale Draufsicht auf den in Fig. 9 dargestellten Käfig mit einem peripheren Teilschnitt XIII, Fig. 12 einen Schnitt durch den Käfig längs der Linie XII - XII nach Fig. 11, Fig. 13 eine Vergrößerung des Teilschnitts XIII in Fig. 11, Fig. 14 eine Vergrößerung der Einzelheit XIV in Fig. 15, Fig. 15 eine verkleinerte, perspektivische Ansicht des in Fig. 9 darge- stellten Käfigs, Fig. 16 einen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 17 einen anderen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach dem dritten Ausführugnsbeispiel, Fig. 17a das Rollenlager nach Fig. 17, jedoch ohne Käfig, Fig. 18 eine axiale Draufsicht auf den in Fig. 17 dargestellten Käfig mit einem peripheren Teilschnitt XX, Fig. 19 einen Schnitt durch den Käfig längs der Linie XIX-XIX nach Fig. 18, Fig. 20 eine Vergrößerung des Teilschnitts XX in Fig. 18, Fig. 21 eine Vergrößerung der Einzelheit XXI nach Fig. 22, Fig. 22 eine verkleinerte perspektivische Ansicht des in Fig. 16 dargestellten Käfigs, Fig. 23 einen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach einem vierten Ausführungsbeispiel, Fig. 24 einen anderen Radialschnitt durch das zusammengesetzte Rollenlager nach dem vierten Ausführungsbeispiel, Fig. 24a das Rollenlager nach Fig. 24, jedoch ohne Käfig, Fig. 25 eine axiale Draufsicht auf den in Fig. 23 dargestellten Käfig mit einem peripheren Teilschnitt XXVII, Fig. 26 einen Schnitt durch den Käfig längs der Linie XXVI-XXVI nach Fig. 25, Fig. 27 eine Vergrößerung des Teilschnitts XXVII nach Fig. 25, Fig. 28 eine Vergrößerung der Einzelheit XXVIII nach Fig. 29 und Fig. 29 eine verkleinerte, perspektivische Ansicht des in Fig. 23 dar- gestellten Käfigs.

Das Rollenlager in Fig. 1 besteht aus einem Innenring 10, einem Satz Zylinderrollen 12, einem Käfig 100 sowie einem Außenring 30 und ist um die Achse 40a drehbar gelagert.

Der Innenring 10 ist an seinen axialen Enden mit jeweils einem Ringflansch 10b bzw. 10c versehen, die eine Lauffläche 10a für die Rollen 12 begrenzen. Durch die Ringflansche 10b, 10c werden die Rollen 12 gegen eine axiale Verschiebung gesichert. Der Abstand A der Rollen 12 voneinander beträgt im eingesetzten Zustand in den Innenring 10 vorzugsweise etwa 0,1 mm. Die Rollen 12 können beispielsweise aus einem nicht dargestellten, ringförmigen Magazin mit Schmierfett in den Innenring 10 eingesetzt werden. Die axiale Länge der Rollen 12 entspricht etwa dem Abstand der Ringflansche 10b und 10c voneinander.

Der Käfig 100 weist einen vorderen Käfigring 102, einen hinteren Käfigring 101 und eine der Anzahl der Rollen 12 entsprechende Anzahl von Stegen 104 auf, die sich quer zwischen den Käfigringen 101,102 erstrecken und sich gleichmäßig auf den Umfang des Käfigs 100 verteilen. Die Stege 104 sind im Querschnitt keilförmig, hier trapezförmig, ausgebildet, wie insbesondere die Figuren 4 und 6 zeigen. Allgemein sind die Stege so ausgebildet, da# sie sich zu den Achsen 12c der Rollen 12 hin verjüngen. Die Stege 104 weisen, wie es am deutlichsten in Fig. 7 gezeigt ist, an ihren Enden jeweils als Vorsprünge ausgebildete Keilseitenflächen-stücke 104a und 104b auf, gegenüber denen mittlere Keilseitenflächenstücke 104c nach innen versetzt sind. Die Keilseitenflächenstücke 104a, 104b dienen zur Führung der Rollen 12, während die Keilseitenflächenstücke 104c die Rollen 12 nicht berühren. Die Berührungsflächen der Stege 104 mit den Rollen 12 sind daher sehr klein. Die Rollen 12 sind um ihre Achsen 12c verdrehbar und mit zylindrischen Laufflächen 12a versehen. Die eine axiale Stirnseite 12b der Rollen 12 steht in Berührung mit der Fläche 101 b. Der vordere Käfigring 102 hat einen grö#eren Innendurchmesser d1 (Fig. 3) als der Innendurchmesser d2 des Außenrings 30, während der hintere Käfigring 101 einen kleineren Außendurchmesser d3 als der Innendurchmesser d2 des Außenrings 30 hat. Dadurch kann bzw. können bei der Montage des Rollenlagers einerseits der Käfig 100 über die Rollen 12 oder umgekehrt die Rollen 12 in den Käfig 100 geschoben werden und andererseits der Käfig 100 in den Außenring 30 geschoben werden. Bei montiertem Rollenlager stößt die hintere Stirnfläche 12b jeder Rolle 12 gegen die Innenfläche 101b des Käfigrings 101 (Fig. 3).

In der vorderen Seitenwand des Außenrings 30 ist eine ringförmige Ausnehmung 30@ mit einem Durchmesser d4 vorgesehen, durch die eine vertikale Aufnahme-flache 30'a und eine horizontale Aufnahmefläche 30 b gebildet sind, und die radiale Innenseite definiert eine weitere Lauffläche 31 für die Rollen 12 (Fig. 2,3a). In diese Ausnehmung 30'ist der vordere Käfigring 102 so eingepaßt, da# dessen Innenfläche 102a der vertikalen Außenfläche 30'a gegenüberliegt, während die Randfläche 102b des Käfigrings 102 der horizontalen Aufnahmefläche 30'b gegenüberliegt. Die Außenfläche 102c des Käfigrings 102 schließt dabei etwa bündig mit der vorderen Seitenfläche des Außenrings 30 ab oder ist in bezug auf diese nach innen zu versetzt. Die Lagerung des Käfigs 100 am Außenring kann in beliebiger Weise erfolgen.

Vorzugsweise jedoch erfolgt die Lagerung durch die Aufnahme des vorderen Käfigrings 102 in die Ausnehmung 30', in der sie mit Spiel und schwimmend gelagert ist.

Aus Fig. 2 geht auch hervor, da# die Außenfläche 104d jeder Strebe 104 gegenüber der Randfläche 101 a des hinteren Käfigrings 101 nach innen versetzt ist, so da# ein größerer Spalt 29 zwischen der Lauffläche 31 des Außenrings 30 und der Strebenaußenfläche 104d gebildet ist. Dieser Spalt gewährleistet ein besseres Durchlaufen von Schmierfett. Der in den Fig. 4,5 und 8 dargestellte Käfig 100 mit den Käfigringen 101,102 hat in radialer Richtung die Ma#e d1 und d5 bzw. d3. Der größere Käfigring 102 hat zwei radial ausgerichtete Flächen 102a und 102c sowie eine axial ausgerichtete Fläche 102b, während der kleinere Käfigring 101 mit Flächen 101 a, 101 c und 101 b (vgl. Fig. 3) versehen ist. Dabei gilt : d3 < d2 < d1 und d5 < d4.

Die Bemaßung wird hier so gewählt, da# der Käfig im Rahmen seines radialen Spiels nicht auf die Rollen "fällt", sonst könnte es zur radialen Führung des Käfigs auf den Rollen kommen, was unerwünscht ist. Der Käfig wird vielmehr über seine radialen Flächen 101a und 102b an den flächen 30'b und 31 geföhrt.

In den Fig. 9 bis 15 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei die mit den Teilen nach Fig. 1 bis 8 funktionsgleichen Teile mit dem Index "1"versehen sind. Die Besonderheit des Ausführungsbeispiels besteht darin, daß der Innenring 10.1 nur einen Ringflansch 10b. 1 aufweist, der Außenring 30.1 einen Ringflansch 30". 1 aufweist und der Käfig 100.1 so geformt ist, daß er zwischen den beiden Ringen funktionsgemäß anorderbar ist.

Die Besonderheiten des Käfigs 100.1 bestehen darin, daß sein hinterer Käfigring 101.1 stufenförmig abgesetzt ist, wobei seine Fläche 101a. 1 und 101b. 1 mit dem Flansch 30". 1 zusammenarbeiten. Die Rollen 12 sind zwischen den Ringflanschen 10b. 1 und 30". 1 geführt. Dabei gilt d3 < d6 # d1 < d2 < d5 #d4.

In den Fig. 16 bis 22 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die mit den Teilen nach Fig. 1 bis 8 funktionsgleichen Teile mit dem Index"2"versehen sind.

Das in den Fig. 16 bis 22 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Besonderheit, da# der Außenring 30.2 mit zwei Ringflanschen 30'. 2 und 30". 2 versehen ist, während der Innenring 10.2 zum einen keinen Ringflansch aufweist und zum anderen eine ringförmige Ausnehmung 10'. 2 aufweist.

Dementsprechend ist auch der Käfig 100.2 gestaltet, wobei seine Stege sich von der Mittelachse 40a nach außen zu verjüngen. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich daher von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, da# die Ringflansche 30'. 2,30". 2 der Außenring 30.2 aufweist und die Ausnehmung 10'. 2 im Innenring 10.2 ausgebildet ist. Es handelt sich daher um eine gewisse kinematische Umkehrung bestimmter Funktionsteile. Dabei gilt d4 < d5 # d1 c d2 c d3.

Der Käfigring 100.2 ist daher als ein"Aul3enzahnrad"ausgebildet, während der Käfig 100 nach Fig. 8 als ein"Innenzahnrad"ausgebildet ist.

In den Fig. 23 bis 29 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die mit den Teilen nach Fig. 1 bis 8 funktionsgleichen Teile mit dem Index"3"versehen sind.

Das in den Fig. 23 bis 29 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Besonderheit auf, daß der Außenring 30.3 nur einen Ringflansch 30'. 3 aufweist, während der Innenring 10.3 zum einen eine ringförmige Ausnehmung 10'. 3 und einen Ringflansch 10c. 3 aufweist. Der Käfig 100.3 ist entsprechend angepasst. Dabei gilt d4 c d5 _ dl _ d2 c d6 c d3.