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WO2011018491A1 - Käfigsegment für einen kunststoffkäfig eines wälzlagers und wälzlager mit einem solchen käfigsegment - Google Patents

Käfigsegment für einen kunststoffkäfig eines wälzlagers und wälzlager mit einem solchen käfigsegment Download PDF

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WO2011018491A1
WO2011018491A1 PCT/EP2010/061728 EP2010061728W WO2011018491A1 WO 2011018491 A1 WO2011018491 A1 WO 2011018491A1 EP 2010061728 W EP2010061728 W EP 2010061728W WO 2011018491 A1 WO2011018491 A1 WO 2011018491A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cage
webs
rolling
segments
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/061728
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Zeidlhack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of WO2011018491A1 publication Critical patent/WO2011018491A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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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
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    • F16C19/36—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 a single row of rollers
    • F16C19/361—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 a single row of rollers with cylindrical rollers
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    • F16C2226/50—Positive connections
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    • F16C2226/74—Positive connections with complementary interlocking parts with snap-fit, e.g. by clips
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/31—Wind motors

Definitions

  • the invention relates to a cage segment for a plastic cage according to the preamble of claim 1.
  • Generic cage segments comprise two concentric circumferential webs and connecting webs arranged therebetween. In each case between two connecting webs and the peripheral webs a pocket for receiving a rolling element is formed.
  • the inventions fertil particularly relates to a retainer segment for radial, axial and oblique cylindrical roller bearings which are to be operable at operating temperatures up to 150 0 C and have a pitch circle diameter greater than 500 mm.
  • the invention also relates to a rolling bearing with a composite of segments plastic cage.
  • Radial cylindrical roller bearings are used for example as a floating bearing in wind turbines.
  • Axial cylindrical roller bearings are installed, for example, in multi-row radial-axial cylindrical roller bearings (storage concept). Among other things, they are also used in part-table bearings of machine tools.
  • Cylindrical cylindrical roller bearings can, for example, replace tapered roller bearings.
  • Single row cylindrical roller bearings with cage are units consisting of solid outer and inner rings and cylindrical roller rings. The outer rings have on both sides fixed shelves or are without board, the inner rings have one or two fixed shelves or are designed without ribs. The cage prevents the cylindrical rollers from touching each other during rolling.
  • the cylindrical roller bearings are very stiff, radially or axially highly resilient and suitable by the cage for higher speeds than full complement versions.
  • Plastic cage segments are known in principle from the prior art for some time and appreciated especially because of their low weight and cost-effective production. There are various solutions to allow swelling or thermal expansion of the cage material and thereby to prevent strong stresses in the cage and bearing, which are caused by the more thermally expanding plastic material of the cage than the usually made of steel remaining components of the bearing.
  • DE 102 46 825 A1 describes a plastic cage, which consists of several segments.
  • the cage described is particularly suitable for use in very large bearings with relatively small roles.
  • the cage segments lie loosely against one another at their outwardly directed concave end faces.
  • the dimensioning of the segments is to be selected so that in a gap-free juxtaposition of the segments between the adjacent end faces of the first and the last segment, a gap remains to accommodate a swelling and / or temperature-induced expansion of the segments.
  • the potential gap between the cage segments has the disadvantage that during operation in and between the cage segments higher forces occur, which can lead to a plasti- see deformation or cracking of the cage segments. Increased bearing friction, noise, temperatures and thus a shortened bearing life are the result.
  • German Patent Disclosures DE 10 2006 022 951 A1 and DE 10 2007 048 655 A1 disclose plastic cage segments for large rolling bearings which carry coupling elements on the end faces in order to achieve a play-related connection of the segments to the cage. Due to the even distribution of the play between the cage segments, mechanical stresses can be avoided.
  • the described cage segments are designed for tapered roller bearings.
  • the relatively large guide play of the cage segments between the raceways can lead to certain tilting of the segments, especially when different circumferential forces act on the segments. This can lead to increased friction on the raceways and the rolling elements, which can cause a higher bearing temperature and increased wear on the contact surfaces.
  • the object of the invention is to provide a cage segment for a plastic cage, in particular for a radial, axial or oblique cylindrical roller bearing (single or multi-row), with particular importance being placed on a simple assembly and cost-effective production. Furthermore, an improved guidance and a reduced friction of the cage in the rolling bearing and thus an increased life should be achieved. Another object is to provide a cylindrical roller bearing with a plastic cage formed from segments.
  • a cage segment according to the invention initially comprises in a known manner two outer webs, which are interconnected by connecting webs.
  • the outer webs are offset axially.
  • Several segments can be connected to form a cage.
  • a first coupling element and at a second end face, a second coupling element are provided on a first end face, which are each formed complementary to each other and positively connected with each other.
  • each cage pockets are formed for receiving a respective rolling element.
  • the connections at the coupling points are provided with a clearance fit.
  • the clearance has a size that corresponds to a swelling or thermal expansion of the cage material (per segment) in a predetermined tolerance range.
  • one or more pockets may be formed.
  • the guidance of the cage formed from the segments takes place via the flange surfaces of the bearing and / or via running surfaces and / or via the rolling bodies.
  • the advantages of the invention are to be seen in particular in that the assembly of the cylindrical roller bearing with a plastic cage is easily possible.
  • the cage segments of the invention are also characterized by low production costs. Furthermore, a noise reduction in the bearing, and a lower friction and thus a reduced storage temperature is achieved when using the cage segments according to the invention.
  • the segment is preferably held and guided in its position via guide knobs and / or webs both outwards and inwards towards the board diameters or towards the running surfaces.
  • the guide webs are in runner shape designed to improve the friction and sliding on the board surfaces.
  • the guide knobs preferably at least in sections on a runner shape.
  • An inventive rolling bearing in particular a radial cylindrical roller bearing comprises an inner ring, an outer ring and between them arranged in a cage rolling elements, wherein the cage is composed of the previously described segments.
  • the shaft washer and housing disc are available in correspondence with the outer and inner rings.
  • the flange surfaces on the outer ring or on the wave washer or housing plate can be ground to improve the sliding properties.
  • the outer webs of the cage segments are adjusted in height so that between the bearing rings still a sufficiently large space remains through which a lubricant can be fed into the camp interior.
  • the wall thicknesses are designed so that the rolling elements, especially the cylindrical rollers, the cage touched only in their axial end portions and the segment is touched and guided only in this area of the rolling elements. As a result, the wiping of the lubricant is largely prevented.
  • Fig. 1 a schematic representation of a cylindrical roller bearing with a plastic cage according to the invention formed from segments, the is guided over rolling elements and raceways;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a cylindrical roller bearing with a plastic cage according to the invention, guided on board and runway, and formed from segments;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a cylindrical roller bearing with a board-guided segment of the invention formed from segments
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a detailed view of a cylindrical roller bearing with a rolling body and raceway-guided plastic cage.
  • the bearing comprises as a radial bearing in a known manner an outer ring 01 and an inner ring 02, which are arranged concentrically to a bearing bore 03.
  • the bearing bore is marked 03 '.
  • Outer ring 01 and inner ring 02 are then correspondingly called wave washer and housing washer.
  • the bearing bore 03 ' is known to be arranged so that wave washer and housing plate are offset in the axial direction.
  • cylindrical rollers 04 are arranged as rolling elements between the outer ring 01 and inner ring 02 in a raceway 06.
  • the cylindrical rollers 04 are held by a plastic cage, which is composed of several cage segments 07, at a distance.
  • the cage segment 07 comprises radial coupling elements 08, with which a plurality of cage segments 07 can be connected to form a cage.
  • the radial coupling elements 08 are designed in a basically known manner and will be explained in more detail below.
  • the leadership of the cage takes place in this embodiment by runner-shaped guide webs 09.
  • guide knobs 10 are provided, which ensure an additional and secure support if necessary.
  • the guide knobs 10 are well rounded to the raceway 06 to provide good sliding properties when touched.
  • the guide is preferably carried out with respect to the inner ring 02 on runners of the guide webs 09, since this embodiment simplifies the assembly steps to be carried out in the manufacture of the bearing.
  • the cylindrical rollers 04 are first inserted into the raceway 06 lying outer ring 01 with the cage segments. Subsequently, for the installation of a radial bearing, the cage segments 07 are fixed by inserting an open ring 11 on both sides (for example made of round steel), before the inner ring is inserted. When mounting a thrust bearing, this mounting aid is not required.
  • the cage segments 07 would first have to be inserted into the outer ring 01 during assembly because the guide rails 09 partially enclose the cylindrical rollers.
  • the rolling elements must be secured against falling out during insertion of the inner ring in the outer ring. It must of course be ensured that the cylindrical rollers 04 roll on the track 06 and this is not disturbed by the guide webs 09.
  • the guide knobs 10 are executed in the direction of the inner ring 02.
  • Fig. 2 also shows a schematic representation of a cylindrical roller bearing with an on-board and track-guided plastic cage.
  • the bearing has basically the same known structure, therefore, the same components carry the same reference numerals, as in Fig. 1st
  • the leadership of the cage takes place in this embodiment, on the one hand Bordboards 12 of the outer ring 01 and on the other hand on a raceway 13 of the inner ring 02.
  • the guide webs 14 are formed skid-shaped to minimize frictional forces.
  • the guide studs 10 may also be designed as skids for the inner ring 02.
  • Fig. 3 shows a particularly preferred embodiment of the invention.
  • the cage segments 07 have in principle the same structure as in the variants described above.
  • the guide of the cage takes place on the board surface 12 of the outer ring 01 and on a lateral surface 16 of the inner ring 02.
  • the guide webs 14 are formed outside of the raceway 06 of the cylindrical rollers 04 as skids against the board surface 14.
  • the lateral surface 16 of the inner ring 02 further guide knobs 15 may be provided which allow, if necessary, a support or a sliding of the cage segments.
  • the guide knobs 10 are provided, which hold the cylindrical rollers 04 against each other at a distance and this additionally lead far outward from the cylindrical roller length.
  • the guide knobs 10 surround the cylindrical rollers 04 at a distance from the raceway 13 of the inner ring 02.
  • FIG. 4 different possibilities of radial coupling elements are shown.
  • the figures each show a cage segment with outer webs 17, which are interconnected by connecting webs 18. Between the connecting webs 18 pockets 19 are formed for receiving a respective rolling element.
  • coupling webs 22 are provided in extension of the outer webs (Fig. A).
  • the outer webs 17 KoppelausappelInstitut 23, in which the corresponding coupling webs 22 of another, identically constructed cage segment can intervene.
  • latching projections 24 are provided, which engage in recesses 26 of the coupling recess 23 during assembly. The breakdown into such segments facilitates the production especially for large bearing diameters.
  • Fig. B shows that the coupling webs 22 have the locking recesses 26, in which locking projections 24 of the next cage segment can engage.
  • the latching projections 24 protrude in the longitudinal direction of the cage segment in each case to the outside.
  • the latching projection 24 has a clearance s in the circumferential direction of the cage segment within the latching recess 26 in order to be able to absorb expansions.
  • Fig. C shows an asymmetrical design of the radial coupling elements.
  • a coupling web 22 and a coupling recess 23 are provided in each case.
  • the coupling webs 22 carry the latching projections 24, while the recesses 26 are provided on the coupling recesses 23.
  • a dovetail-like radial coupling point is shown, in which on the coupling webs 22 dovetail-shaped locking recesses 26 are formed, while at the coupling recesses 23 complementary shaped locking projections 24 are provided.
  • Guide elements for rolling element guides are not explained in more detail here, as those skilled in the art are familiar.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment eines Kunststoffkäfigs für ein Wälzlager und ein Wälzlager mit einem aus Segmenten zusammengesetzten Kunststoffkäfig. Ein solches Käfigsegment umfasst mindestens zwei Außenstege (17) und mindestens zwei die Außenstege (17) miteinander verbindende Verbindungsstege (18), wobei jeweils zwischen den Außenstegen (17) und zwei Verbindungsstegen (18) eine Tasche (19) zur Aufnahme eines Wälzkörpers (04) gebildet ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Führung der Käfigsegmente im Wälzlager mittels Führungselementen auf Bordflächen und/oder Laufflächen des Wälzlagers und/oder an den Wälzkörpern.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Käfigsegment für einen Kunststoffkäfig eines Wälzlagers und
Wälzlager mit einem solchen Käfigsegment
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment für einen Kunststoffkäfig gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gattungsgemäße Käfigsegmente umfassen zwei konzentrische Umfangsstege und dazwischen angeordnete Verbindungsstege. Jeweils zwischen zwei Verbindungsstegen und den Umfangs- stegen ist eine Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers gebildet. Die Erfin- düng betrifft insbesondere ein Käfigsegment für Radial-, Axial- und Schräg- Zylinderrollenlager, welche bei Betriebstemperaturen bis 1500C betriebsfähig sein sollen und einen Teilkreis-Durchmesser größer als 500 mm besitzen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Wälzlager mit einem aus Segmenten zusammengesetzten Kunststoffkäfig.
Radial-Zylinderrollenlager werden beispielsweise als Loslager in Windkraftanlagen eingesetzt. Axial-Zylinderrollenlager werden beispielsweise bei mehrreihigen Radial-Axial-Zylinderrollenlagern verbaut (Einlagerkonzept). Sie werden unter anderem auch in Teiltisch-Lagerungen von Werkzeugma- schinen eingesetzt. Schräg-Zylinderrollenlager können beispielsweise Kegelrollenlager ersetzen. Einreihige Zylinderrollenlager mit Käfig sind Einheiten, die aus massiven Außen- und Innenringen und Zylinderrollenkränzen bestehen. Die Außenringe haben beidseitig feste Borde oder sind bordlos, die Innenringe haben einen oder zwei feste Borde oder sind ohne Borde ausgeführt. Der Käfig verhindert, dass sich die Zylinderrollen beim Abwälzen gegenseitig berühren. Die Zylinderrollenlager sind sehr steif, radial bzw. axial hoch belastbar und durch den Käfig für höhere Drehzahlen geeignet als vollrollige Ausführungen. Kunststoff-Käfigsegmente sind prinzipiell aus dem Stand der Technik seit längerer Zeit bekannt und besonders wegen ihres geringen Gewichtes und der kostengünstigen Herstellung geschätzt. Es gibt verschiedene Lösungen, Quell- oder Temperaturausdehnungen des Käfigmaterials zuzulassen und dadurch starke Spannungen in Käfig und Lager zu verhindern, welche durch das sich stärker thermisch ausdehnende Kunststoff-Material des Käfigs als die üblicherweise aus Stahl gefertigten restlichen Komponenten des Wälzlagers verursacht werden.
Die DE 102 46 825 A1 beschreibt einen Kunststoff-Käfig, der aus mehreren Segmenten besteht. Der beschriebene Käfig eignet sich besonders für den Einsatz bei sehr großen Wälzlagern mit verhältnismäßig kleinen Rollen. Die Käfigsegmente liegen an ihren nach außen gerichteten konkaven Stirnflächen lose aneinander an. Die Dimensionierung der Segmente ist so zu wählen, dass bei einer spaltfreien Aneinanderreihung der Segmente zwischen den benachbarten Stirnflächen des ersten und des letzten Segmentes ein Zwischenraum verbleibt, um eine quell- und/oder temperaturbedingte Ausdehnung der Segmente aufzunehmen. Der mögliche Zwischenraum zwischen den Käfigsegmenten hat jedoch den Nachteil, dass im Betrieb in und zwischen den Käfigsegmenten höhere Kräfte auftreten, die zu einer plasti- sehen Verformung oder Rissbildung an den Käfigsegmenten führen können. Erhöhte Lagerreibung, -geräusche, Temperaturen und damit eine verkürzte Lagerlebensdauer sind die Folge. Aus der DE 10 2006 022 951 A1 und der DE 10 2007 048 655 A1 sind Kunststoff-Käfigsegmente für große Wälzlager bekannt, die an den Stirnseiten Koppelelemente tragen, um eine spielbehaftete Verbindung der Seg- mente zu dem Käfig zu erreichen. Durch die gleichmäßige Verteilung des Spiels zwischen den Käfigsegmenten können mechanische Spannungen vermieden werden. Die beschriebenen Käfigsegmente sind für Kegelrollenlager ausgeführt. Das relativ große Führungsspiel der Käfigsegmente zwischen den Laufbahnen kann zu gewissen Verkippungen der Segmente füh- ren, besonders, wenn unterschiedliche Umfangskräfte auf die Segmente einwirken. Dies kann zu erhöhter Reibung an den Laufbahnen und den Wälzkörpern führen, was eine höhere Lagertemperatur und einen erhöhten Verschleiß an den Berührungsflächen verursachen kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Käfigsegment für einen Kunststoffkäfig, insbesondere für ein Radial-, Axial- oder Schräg- Zylinderrollenlager (ein- oder mehrreihig) bereit zu stellen, wobei besonderer Wert auf eine einfache Montage und kostengünstige Herstellung gelegt wird. Weiterhin soll eine verbesserte Führung und eine verringerte Reibung des Käfigs im Wälzlager und damit eine erhöhte Lebensdauer erzielt werden. Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, ein Zylinderrollenlager mit einem aus Segmenten gebildeten Kunststoffkäfig bereit zu stellen.
Die Aufgabe wird durch ein Käfigsegment mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Käfigsegment umfasst zunächst in bekannter Weise zwei Außenstege, welche untereinander durch Verbindungsstege verbunden sind. Für Radial-Zylinderrollenlager sind die Außenstege axial versetzt. Mehrere Segmente sind zu einem Käfig miteinander verbindbar. Dazu weisen die Segmente an ihren Stirnseiten Koppelelemente auf, die jeweils mit dem Koppelelement des nächsten Segmentes verbunden werden. Vorzugs- weise sind an einer ersten Stirnseite ein erstes Koppelelement und an einer zweiten Stirnseite ein zweites Koppelelement vorgesehen, die jeweils komplementär zueinander geformt und formschlüssig miteinander verbindbar sind. Dadurch ist eine einfache Verbindung zu einem Käfig (Ring) möglich.
Jeweils zwischen den Außenstegen und zwei Verbindungsstegen sind Käfigtaschen für die Aufnahme je eines Wälzkörpers gebildet. Die Verbindungen an den Koppelstellen sind mit einer Spielpassung versehen. Dadurch kann eine Quell- oder Temperaturausdehnung des durch mehrere Segmente ge- bildeten Käfigs in den Koppelelementen aufgenommen werden, ohne dass mechanische Spannungen entstehen. Die Spielpassung weist eine Größe auf, die einer Quell- oder Temperaturausdehnung des Käfigmaterials (je Segment) in einem vorgegebenen Toleranzbereich entspricht. Je Käfigsegment können eine oder mehrere Taschen ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß erfolgt die Führung des aus den Segmenten gebildeten Käfigs über die Bordflächen des Lagers und/oder über Laufflächen und/oder über die Wälzkörper. Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass die Montage des Zylinderrollenlagers mit einem Kunststoffkäfig einfach möglich ist. Die erfindungsgemäßen Käfigsegmente zeichnen sich außerdem durch günstige Herstellungskosten aus. Weiterhin wird bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Käfigsegmente eine Geräuschreduzierung im Lager, sowie eine geringere Reibung und damit eine verringerte Lagertemperatur erreicht.
Vorzugsweise wird das Segment über Führungsnoppen und/oder -stege sowohl nach außen als auch nach innen zu den Borddurchmessern hin oder zu den Laufflächen hin in seiner Position gehalten und geführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Führungsstege in Kufenform ausgebildet, um die Reibung und das Gleiten auf den Bordflächen zu verbessern. Im Falle einer Führung auf den Laufflächen weisen die Führungsnoppen vorzugsweise zumindest abschnittsweise eine Kufenform auf. Ein erfindungsgemäßes Wälzlager, insbesondere ein Radial-Zylinderrollen- lager umfasst einen Innenring, einen Außenring und dazwischen in einem Käfig angeordnete Wälzkörper, wobei der Käfig aus den zuvor beschriebenen Segmenten zusammengesetzt ist. Bei einem Axial-Zylinderrollenlager sind entsprechend zu Außen- und Innenring Wellenscheibe und Gehäuse- scheibe vorhanden.
Vorteilhafterweise können die Bordflächen am Außenring bzw. an der Wellenscheibe oder Gehäusescheibe zur Verbesserung der Gleiteigenschaften geschliffen sein.
Der Fachmann kennt die Varianten der geometrischen Gestaltung solcher Käfige, deshalb wird auf Einzelheiten dieser nicht näher eingegangen.
Die Außenstege der Käfigsegmente sind in der Höhe so abgestimmt, dass zwischen den Lagerringen noch ein genügend großer Freiraum verbleibt, durch den ein Schmierstoff ins Lagerinnere zugeführt werden kann. An den Verbindungsstegen sind die Wanddicken so ausgeführt, dass der Wälzkörper, speziell die Zylinderrollen, den Käfig nur in ihren axialen Endbereichen berührt und das Segment auch nur in diesem Bereich von den Wälzkörpern berührt und geführt wird. Dadurch wird die Abstreifung des Schmierstoffes weitgehend verhindert.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Zylinderrollenlagers mit einem erfindungsgemäßen aus Segmenten gebildeten Kunststoffkäfig, der über Wälzkörper und Laufbahnen geführt ist;
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Zylinderrollenlagers mit einem erfindungsgemäßen bord- und laufbahngeführten, aus Segmenten gebildeten Kunststoffkäfig;
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Zylinderrollenlagers mit einem erfindungsgemäßen bordgeführten, aus Segmenten gebildeten
Kunststoffkäfig; Fig. 4: vier Varianten von Radial-Koppelelementen in räumlichen Darstellungen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Detailansicht eines Zylinderrollenlagers mit einem wälzkörper- und laufbahngeführten Kunststoffkä- fig. Das Lager umfasst als Radiallager in bekannter Weise einen Außenring 01 und einen Innenring 02, welche konzentrisch zu einer Lagerbohrung 03 angeordnet sind. Bei der Ausführung als Axial-Zylinderrollenlager ist die Lagerbohrung mit 03' gekennzeichnet. Außenring 01 und Innenring 02 werden dann entsprechend als Wellenscheibe und Gehäusescheibe bezeich- net. Die Lagerbohrung 03' ist bekannterweise so angeordnet, dass Wellenscheibe und Gehäusescheibe in axialer Richtung versetzt sind.
Mehrere Zylinderrollen 04 sind als Wälzkörper zwischen Außenring 01 und Innenring 02 in einer Laufbahn 06 angeordnet. Die Zylinderrollen 04 werden durch einen Kunststoffkäfig, der aus mehreren Käfigsegmenten 07 zusammengesetzt ist, auf Abstand gehalten.
Das Käfigsegment 07 umfasst Radial-Koppelelemente 08, mit denen mehrere Käfigsegmente 07 zu einem Käfig verbindbar sind. Die Radial-Koppel- elemente 08 sind in prinzipiell bekannter Bauart ausgeführt und werden weiter unten näher erläutert. Die Führung des Käfigs erfolgt in dieser Ausführungsform durch kufenförmig ausgebildete Führungsstege 09. Zur Laufbahn 06 des Außenringes 01 hin sind am Käfigsegment 07 Führungsnoppen 10 vorgesehen, welche bei Bedarf eine zusätzliche und sichere Abstützung gewährleisten. Die Führungsnoppen 10 sind zur Laufbahn 06 hin gut verrundet, um bei Berührung gute Gleiteigenschaften zu bieten.
Die Führung erfolgt vorzugsweise gegenüber dem Innenring 02 auf Kufen der Führungsstege 09, da durch diese Ausführung die bei der Herstellung des Lagers auszuführenden Montageschritte vereinfacht werden. Bei der Montage des Lagers werden zunächst die Zylinderrollen 04 in die Laufbahn 06 das liegenden Außenringes 01 mit den Käfigsegmenten eingelegt. Anschließend werden für die Montage eines Radiallagers die Käfigsegmente 07 durch beidseitiges Einlegen eines offenen Ringes 11 (beispielsweise aus Rundstahl) fixiert, bevor der Innenring eingeschoben wird. Bei der Montage eines Axiallagers ist diese Montagehilfe nicht erforderlich.
Es ist aber ebenso denkbar, die Führungsschienen 09 kufenförmig zum Außenring 01 hin auszuführen, dann müssten bei der Montage zuerst die Käfigsegmente 07 in den Außenring 01 eingesetzt werden, weil die Führungs- schienen 09 die Zylinderrollen teilweise umschließen. Hier müssen die Wälzkörper beim Einführen des Innenringes in den Außenring gegen Herausfallen gesichert werden. Dabei muss selbstverständlich sichergestellt werden, dass die Zylinderrollen 04 auf der Laufbahn 06 abwälzen und dies nicht durch die Führungsstege 09 gestört wird. Die Führungsnoppen 10 sind in Richtung Innenring 02 ausgeführt.
Fig. 2 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung ein Zylinderrollenlager mit einem bord- und laufbahngeführten Kunststoffkäfig. Das Lager hat grundsätzlich denselben bekannten Aufbau, daher tragen gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern, wie in Fig. 1.
Die Führung des Käfigs erfolgt in dieser Ausführungsform einerseits auf Bordflächen 12 des Außenrings 01 und andererseits auf einer Laufbahn 13 des Innenringes 02. Als Führungselemente sind hier im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform zusätzliche Führungsstege 14 zur Führung des Käfigs an den Bordflächen 12 des Außenringes 01 ausgebildet. Vorzugsweise sind die Führungsstege 14 kufenförmig gebildet, um Reibungskräfte zu minimieren. Die Führungsnoppen 10 können zum Innenring 02 hin ebenfalls als Kufen ausgebildet sein.
Die Fig. 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die Käfigsegmente 07 haben dabei prinzipiell den gleichen Aufbau, wie in den zuvor beschriebenen Varianten. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Führung des Käfigs auf der Bordfläche 12 des Außenringes 01 und auf einer Mantelfläche 16 des Innenringes 02. Die Führungsstege 14 sind dabei außerhalb der Laufbahn 06 der Zylinderrollen 04 als Kufen gegenüber der Bordfläche 14 ausgebildet. Gegenüber der Mantelfläche 16 des Innenringes 02 können weitere Führungsnoppen 15 vorgesehen sein, die bei Bedarf eine Abstützung bzw. ein Gleiten der Käfigsegmente ermöglichen. Zwischen den Zylinderrollen 04 sind die Führungsnoppen 10 vorgesehen, die die Zylinderrollen 04 gegeneinander auf Abstand halten und diese zusätzlich weit außen von der Zylinderrollenlänge führen. Zum Innenring 02 hin umschließen die Führungsnoppen 10 die Zylinderrollen 04 mit Abstand zur Laufbahn 13 des Innenringes 02.
Die beschriebenen Ausführungsformen können selbstverständlich hinsicht- lieh der Führung am Innen- und/oder Außenring, auf den Bordflächen und/oder Laufflächen und/oder an den Wälzkörpern verschieden kombiniert und auf die konstruktiven Besonderheiten verschiedener Zylinderrollenlager angepasst werden. In Fig. 4 sind verschiedene Möglichkeiten von Radial-Koppelelementen dargestellt. Dabei zeigen die Abbildungen jeweils ein Käfigsegment mit Außenstegen 17, welche durch Verbindungsstege 18 miteinander verbunden sind. Zwischen den Verbindungsstegen 18 sind Taschen 19 zur Aufnahme jeweils eines Wälzkörpers ausgebildet.
An einer der Stirnseiten 21 des Käfigsegmentes sind in Verlängerung der Außenstege 17 Koppelstege 22 vorgesehen (Abb. a). An der gegenüberliegenden Stirnseite weisen die Außenstege 17 Koppelausnehmungen 23 auf, in welche die entsprechenden Koppelstege 22 eines weiteren, gleich aufgebauten Käfigsegmentes eingreifen können. Im Bereich der Koppelstege 22 sind Rastvorsprünge 24 vorgesehen, welche in Rastausnehmungen 26 der Koppelausnehmung 23 bei der Montage einrasten. Die Zergliederung in solche Segmente erleichtert gerade bei großen Lagerdurchmessern die Herstellung.
Die verschiedenen konstruktiven Möglichkeiten sind in den weiteren Abbil- düngen dargestellt. Abb. b) zeigt, dass die Koppelstege 22 die Rastausnehmungen 26 aufweisen, in welche Rastvorsprünge 24 des nächsten Käfigsegmentes einrasten können. Dabei ragen bei dieser Ausführungsform die Rastvorsprünge 24 in Längsrichtung des Käfigsegmentes jeweils nach außen. In der Detaildarstellung der Abb. b) ist zu erkennen, dass der Rastvor- sprung 24 innerhalb der Rastausnehmung 26 ein Spiel s in Umfangsrichtung des Käfigsegmentes aufweist, um Ausdehnungen aufnehmen zu können.
Abb. c) zeigt eine asymmetrische Gestaltung der Radial-Koppelelemente. An jeder der Stirnseiten 21 sind jeweils ein Koppelsteg 22 und eine Koppelaus- nehmung 23 vorgesehen. Die Koppelstege 22 tragen die Rastvorsprünge 24, während an den Koppelausnehmungen 23 die Rastausnehmungen 26 vorgesehen sind.
In Abb. d) ist eine schwalbenschwanzartige Radial-Koppelstelle gezeigt, bei der auf den Koppelstegen 22 schwalbenschwanzförmige Rastausnehmungen 26 ausgebildet sind, während an den Koppelausnehmungen 23 komplementär geformte Rastvorsprünge 24 vorgesehen sind. Führungselemente für Wälzkörperführungen werden hier nicht näher erläutert, da dem Fachmann solche geläufig sind.
Bezugszeichenliste
01 Außenring
02 lnnenhng
03 Lagerbohrung
04 Zylinderrolle
05 —
06 Laufbahn
07 Käfigsegment
08 Radial-Koppelelement
09 Führungssteg
10 Führungsnoppen
11 Ring, offen
12 Bordfläche
13 Laufbahn
14 Führungssteg
15 Führungsnoppen
16 Mantelfläche
17 Außensteg
18 Verbindungssteg
19 Tasche
20 —
21 Stirnseite
22 Koppelsteg
23 Koppelausnehmung
24 Rastvorsprung
25 —
26 Rastausnehmung

Claims

Patentansprüche
1. Käfigsegment eines Kunststoffkäfigs für ein Wälzlager, insbesondere für ein Großwälz-Zylinderrollenlager, mit mindestens zwei Außenste- gen (17) und mindestens zwei die Außenstege (17) miteinander verbindenden Verbindungsstegen (18), wobei jeweils zwischen den Außenstegen (17) und zwei Verbindungsstegen (18) eine Tasche (19) zur Aufnahme eines Wälzkörpers (04) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung der Käfigsegmente im Wälzlager mittels Füh- rungselementen (09, 10, 14, 15) auf Bordflächen (12, 16) des Wälzlagers oder/und auf Laufflächen (06, 13) des Wälzlagers und/oder an den Wälzkörpern (04) erfolgt.
2. Käfigsegment nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es an seinen Stirnseiten (21 ) Radial-Koppelelemente (22, 23, 24, 26) zum kettenartigen Aneinanderreihen mehrerer Käfigsegmente zu einem Käfig umfasst.
3. Käfigsegment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radial-Koppelelemente (22, 23, 24, 26) bei zusammengesetztem Käfig ein Spiel in Umfangsrichtung aufweisen, welches eine Quell- oder Temperaturausdehnung des Käfigsegmentes aufnimmt.
4. Käfigsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Führungselemente als Führungsstege (14) mit Bordflächen (12) des Wälzlagers korrespondieren, die ein- oder beidseitig einer Lauffläche (06) am Außenring (01 ) oder am Innenring (02) ausgebildet sind.
5. Käfigsegment nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstege (14) kufenförmig gebildet und zum Außenring (01 ) oder zum Innenring (02) gewandt sind.
6. Käfigsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Führungselemente Führungsnoppen (10) zwischen den Zylinderrollen (04) an einer Lauffläche (06) auf dem Außenring (01 ) und/oder auf dem Innenring (02) geführt sind.
7. Wälzlager, insbesondere Zylinderrollenlager mit einem Kunststoffkäfig, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig aus Käfigsegmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zusammengesetzt ist.
8. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Au- ßenring (01 ) geschliffene Bordflächen aufweist.
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