Walzlagerkafiganordnung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Walzlagerkafiganordnung in einem Walzlager mit seitlichen Abdichtungen und mit Durchflusskanalen, die gegenüber einem Lagerinnenraum mit in Käfigen geführten Walzkorpern abgedichtet gefuhrt sind.

Hintergrund der Erfindung

In der DE 10 2007 031 595 A1 ist ein Walzlager mit einem Lagerkafig für WaIz- korper beschrieben, bei dem ein zweiteiliger Lagerkafig einen Korpus mit Aufnahmen für Walzkorper bildet. Das Walzlager ist so ausgebildet, dass es bei Einbausituationen in einem flüssigen oder gasformigen Medium für dieses Medium einen geringen Stromungswiderstand bietet sowie einen Druckausgleich ermöglicht, was dadurch gelost ist, dass der Korpus des Lagerkafigs Kanäle aufweist, die erste Öffnungen in einer ersten Stirnseite des Korpus und zweite Öffnungen in einer zweiten Stirnseite des Korpus verbinden. Der Innenraum dieses Walzlagers mit den in den Käfigen geführten Walzkorpern ist gegenüber den Kanälen und an den Stirnseiten abgedichtet. Zwei oder mehr derartige, mit Kanälen und Abdichtungen versehene Walzlager sind insbesondere für Bohrkopfe von Tiefbohranlagen vorgesehen, um deren Lebensdauer zu verlangern Die Eintrittsoffnungen eines Walzlagers können an den Austrittsoffnungen eines weiteren Walzlagers angeordnet sein, ohne dass allerdings angegeben ist, wie diese Position im Betrieb aufrechterhalten werden soll.

in der DE 601 04 748 T2 ist ein Kugellagerkafig beschrieben, mit einer vorderen Flache mit Kugelaufnahmen für eine Reihe von Kugeln und mit einer hinteren Flache, die einen ringförmigen Korper aufweist, der mit Vorsprüngen versehen ist, die ineinander greifend die relative Positionierung zu einem zweiten Käfig vom gleichen Typ, der mit dem ersten Käfig verzahnt ist, ermöglichen, aufweist. Die hintere Fläche des ringförmigen Körpers weist Halteklipse auf, die jeweils zwei gleichartige Käfige miteinander verklipsen Im Bereich von Stirnflächen des Kugellagers sind Abdichtungen angeordnet. Diesem bekannten Kugellagerkäfig liegt die Überlegung zugrunde, die Form des Kugellagerkäfigs zum Aufnehmen eines Maximums an Kugeln zu optimieren, wobei eine ausreichenden Steifigkeit, um den Halt der Kugeln wahrend der Montage- und Betriebsphasen unter Belastung des Lagers sicherzustellen, gewährleistet sein soll.

Aufgabe der Erfindung

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Walzlagerkafiganordnung zu schaffen, die ein im wesentlichen geradli- niges Durchströmen mit möglichst geringem Durchflusswiderstand des Wälzlagers in Axialrichtung durch ein Fluid zulasst, ohne dass dieses Fluid in den Bereich der Wälzkörper gelangt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Wälzlagerkäfiganordnung in einem Wälzlager mit seitlichen Abdichtungen und mit Durchflusskanälen, die gegenüber einem Lagerinnenraum mit in Käfigen geführten Walzkorpern abgedichtet gefuhrt sind. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass das Walzlager min- destens zweireihig mit geteilten Innenringen und/oder Außenringen ausgebildet ist, dass im Innenraum des Walzlagers wenigstens zwei ungeteilte Fensterkäfige für die Wälzkörper und je eine Abdichtung im Bereich der Stirnseiten des Wälzlagers angeordnet sind, wobei die Fensterkafige sowie die Abdichtungen ineinander greifende, axial hervortretende Verbindungsnocken und komplemen- tare Vertiefungen zur drehfesten Verbindung der Fensterkäfige untereinander und der Abdichtungen aufweisen, und dass die Durchflusskanäle durch die Verbindungsnocken und die komplementären Vertiefungen verlaufen. Durch diese Anordnung von wenigstens zwei ungeteilten Fensterkafigen in einem wenigstens zweireihigen Walzlager mit geteilten Innenringen und/oder Außenringen lassen sich diese Fensterkafige drehfest gegeneinander positionieren, so dass die durch die Verbindungsnocken und die komplementären Ver- tiefungen verlaufenden Durchflusskanale über die ganze axiale Lange des Walzlagers unverdrehbar miteinander fluchten und die Durchflusskanale den geringstmoglichen Durchflusswiderstand aufweisen.

Des Weiteren bietet die Erfindung die vorteilhafte Möglichkeit, nur je eine Ab- dichtung im Bereich der beiden Stirnseiten des Walzlagers anzuordnen, unabhängig davon, wie viel reihig das Walzlager ist, und trotzdem eine sichere Abdichtung des Lagerinnenraums gegenüber dem die Durchflusskanale durchströmenden Fluid zu erreichen, so dass auch keine mit dem Fluid transportierten Feststoffe in den Lagerinnenraum gelangen können, die zu einer schnellen Zerstörung des Walzlagers fuhren

Gegenüber dem aus der DE 601 04 748 T2 bekannten Kugellagerkafig geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass es bei Walzlagern, bei denen es nicht auf die Unterbringung eines Maximums an Kugeln ankommt, ausreichend Platz zwischen den Walzkorpern gibt, wo sich die Durchflusskanale anordnen lassen, so dass das Fluid durch diese Durchflusskanale in den Abdichtungen und den Fensterkafigen hindurchfließen kann, ohne in den Raum für die Walzkorper im Walzlager zu gelangen und ohne das Schmiermittel für die Walzkoper zu kontaminieren.

Die genanten Verbindungsnocken können auf einer Seite der Fensterkafige sowie der Abdichtungen axial hervorstehen, sich konisch verjüngen und mit diesen konischen Verjüngungen in komplementäre konische Erweiterungen der Durchflusskanale in benachbarten Fensterkafigen und Abdichtungen einsteck- bar sein, wobei bevorzugt auf jeder Seite der Fensterkafige und auf einer Seite der Abdichtungen umfangsbezogen abwechselnd jeweils Verbindungsnocken und konische Erweiterungen in regelmäßigen Abstanden angeordnet sind, so dass jeweils nur eine Sorte Fensterkafige und eine Sorte Abdichtungen für ein mehrreihiges Walzlager erforderlich sind, welches deren Herstellkosten reduziert.

Um zu verhindern, dass sich die konischen Verjüngungen der Verbindungsnocken von den komplementären konischen Erweiterungen der Durchflusskanale in axialer Richtung lösen, sind die Abdichtungen bevorzugt mit einem Innenring und/oder einem Außenring des Walzlagers verrastbar ausgebildet, welches sich dadurch bewerkstelligen lasst, dass die Abdichtungen gleichmaßig auf dem Umfang verteilte elastische Schnapphaken aufweisen, die in Umfangsnuten des Innenrings und/oder des Außenrings einrastbar sind.

Diese Schnapphaken befinden sich in Freiraumen zwischen den Durchflusska- nalen, die ein radiales Zurückweichen der Schnapphaken beim Einschieben in Richtung der Umfangsnuten zulassen.

Zur Abdichtung gegenüber dem Innenring und dem Außenring des Walzlagers besteht die Abdichtung vorzugsweise aus einem im Zwischenraum zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Ring mit den Verbindungsnocken, den Durchflusskanalen und den Schnapphaken, der in Richtung der Stirnseite eines Walzlagers radiale Flansche aufweist, die in Freischnitte am Innenring und am Außenring hineinragen. Diese Flansche können berührungslos eine Labyrinthdichtung bilden, liegen jedoch vorzugsweise dichtend an Ra- dialflachen der Freischnitte am Innenring und am Außenring an, um ein Eindringen des durch die Durchflusskanale geleiteten Fluids in das Walzlager mit Sicherheit zu verhindern.

Zusätzlich oder anstelle der in Umfangsnuten des Innenrings und/oder des Außenrings einrastbaren Schnapphaken können die Fensterkafige untereinander und mit den Abdichtungen mittels Rastnasen im Umfangsbereich zwischen den Durchflusskanalen und/oder mittels Rastvorsprüngen und Rastvertiefungen an den konischen Verjüngungen und den konischen Erweiterungen gegenseitig verrastbar sein.

Diese Rastvorsprünge und Rastvertiefungen bzw. Rastnasen und auch die Schnapphaken lassen sich in bekannter Weise einfach in eine Spπtzgießform zum Herstellen von Fensterkafigen aus Kunststoff integrieren

Em besonderes Anwendungsgebiet für Walzlager mit Durchflusskanalen sind Bohrkopfwalzlager in mehrteiliger Ausfuhrung, durch die sich das Bohrspul- und Bohrkühlmittel zum Bohrkopf leiten lasst, ohne in den Bereich der Walzkorper in den Walzlagern zu gelangen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert Dabei zeigen

Figur 1 eine Schnittansicht eines mehrreihigen Walzlagers für einen Bohrkopf, Figur 2 einen Schnitt durch das Walzlager gemäß Figur 1 in der Ebene der Durchflusskanale,

Figur 3 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemaßen Fensterkafigs,

Figur 4. eine perspektivische Teilansicht einer stirnseitigen Dichtung, Figur 5 eine perspektivische Schnittansicht eines Walzlagers in der E- bene eines Durchflusskanals, und

Figur 6 eine perspektivische Schnittansicht eines Walzlagers in der E- bene von Schnapphaken an der Abdichtung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Das mehrreihige Axialkugellager für einen Bohrkopf besteht aus einer Reihe von axial hintereinander angeordneten Innenringen 1 und Außenringen 2 sowie beispielsweise als Kugeln ausgebildeten Walzkorpern 3. Die Walzkorper 3 wer- den durch Fensterkafige 6 aus Kunststoff geführt, und die ersten und letzten Lagerringe 1 , 2 sind an ihren Stirnseiten 18 durch Abdichtungen 12 verschlos- sen.

Jeder Fensterkafig 6 weist gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Walzkorper- aufnahmen 7 auf, in denen die Kugeln 3 durch elastische Vorsprünge 8 gehal- ten werden und die es erlauben, die Kugeln 3 vor der Walzlagermontage in die Walzkorperaufnahmen 7 einzuschnappen, worin sie dann mit Spiel aber unverlierbar gehalten werden.

In den Bereichen zwischen den Walzkorperaufnahmen 7 sind Durchflusskanale 10 angeordnet, die auf jeder Seite des Fensterkafigs 6 abwechselnd in konischen, axial hervorstehenden Verbindungsnocken 9 und als Nockenaufnahmen dienenden konischen Erweiterungen 1 1 enden Aus Fig 2 ergibt sich, wie die Fensterkafige 6 durch Einstecken der konischen Verbindungsnocken 9 in die konischen Erweiterungen 11 miteinander verbunden werden, so dass durch das mehrreihige Walzlager verlaufende Durchflusskanale 10 entstehen.

Den fluiddichten Abschluss des mehrreihigen Walzlagers bilden die Abdichtungen 12, die ebenfalls als Kunststoffspπtzgussteil hergestellt sind und aus einem Ring 13, radial abstehenden Flanschen 14 und in Freiraumen 16 angeordneten Schnapphaken 15 bestehen Diese Abdichtungen 12 weisen gleichartige Durchflusskanale 10 auf, welche abwechselnd in einem axial hervorstehenden Verbindungsnocken 9, der konisch zulauft, und einer konischen Erweiterung 11 , die als Nockenaufnahme dient, enden Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, werden die Abdichtungen 12 in gleicher Weise mit den Fensterkafigen 6 zusammenge- steckt, wie die Fensterkafige 6 untereinander zusammengesteckt werden.

Die radialen Flansche 14 ragen in Freischnitte 5 des Innenrings 1 und des Außenrings 2 hinein und liegen vorzugsweise dichtend an radialen Endflachen der Freischnitte 5 an.

Am dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind die Fensterkafige 6 in der beschriebenen Weise untereinander und mit den Abdichtungen 12 zusammengesteckt, wobei die Abdichtungen 12 mittels der in eine Umfangsnut 4 des Außenrings 2 eingreifenden Schnapphaken 15 in axialer Richtung festgelegt sind. Auf diese Weise ist der Zusammenhalt der Fensterkafige 6 und der Abdichtungen 12 gesichert, und ein durch die Durchflusskanale 10 geleitetes Fluid kann nicht in die Bereiche der Kugeln 3 gelangen sowie dort das Schmiermittel kontaminieren. Dies ist besonders vorteilhaft und wichtig bei dem Verwendungszweck von Walzlagern in Bohrkopfen von Tiefbohranlagen, die mit der erfindungsgemaßen Walzlagerkafiganordnung versehen sind, weil dadurch die Standzeit von Bohrkopflagern in mehrteiliger Ausfuhrung ganz erheblich erhöht wird. Bisher war es nämlich üblich, die Bohrflüssigkeit durch das Bohrkopflager hindurch zum Bohr- köpf zu leiten. Da diese Bohrflussigkeit im Umlauf eingesetzt wird, d.h die aus dem Bohrloch austretende, mit Bohrschutt vermischte Bohrflussigkeit wird gefiltert und wieder in das Bohrloch gepumpt, kann diese Bohrflussigkeit keine ausreichende Schmierung des Bohrkopflagers bewirken, sondern fuhrt aufgrund der darin enthaltenen Feststoffe zu einem hohen Verschleiß derartiger Bohr- kopflager.

Dieser Nachteil wird mit dem erfindungsgemaßen Walzlagerkafiganordnung vollständig vermieden, da das durch die Durchflusskanale 10 geleitete Fluid nicht in den Bereich der Walzkorper 3 gelangt und somit die Schmierung des WaIzIa- gers von dem durch das Walzlager geleiteten Fluid vollständig getrennt ist.

Es ist einleuchtend, dass es auf das Material für den Fensterkafig nicht ankommt. Dieser kann vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, da er sich in diesem Fall sehr einfach durch Spritzgießen herstellen lasst, jedoch kann er auch als Messingkafig gestaltet sein, oder aus einem anderen geeigneten Material, das sich wirtschaftlich in der angegebenen Weise herstellen lasst, bestehen Bezugszelchenlϊste

Innenring

Außenring

Wälzkörper, Kugel

Umfangsnut

Freischnitte

Fensterkäfig

Wälzkörperaufnahme

Elastische Vorsprünge

Konische Verbindungsnocken

Durchflusskanäle

Konische Erweiterungen, Nockenaufnahmen

Abdichtung

Ring

Flansch

Schnapphaken

Freiräume

Lagerinnenraum

Stirnseiten