DE102016207034A1 - Käfigsegment eines Zylinderrollenlagers - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment (1, 1’, 1*) eines Zylinderrollenlagers (21), welches zwei Seitenplatten (2, 3; 2’, 3’) und zwei Stege (4, 5; 4’, 5’) aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten (2, 3; 2’, 3’) sowie die Stege (4, 5; 4’, 5’) eine vollständige Tasche (8) zur Aufnahme eines Wälzkörpers (7b) bilden, bei dem sich die Stege (4, 5; 4’, 5’) parallel zur Drehachse (6) der Wälzkörper (7a, 7b, 7c) des Zylinderrollenlagers (21) erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten (2, 3; 2’, 3’) beiderseits der vollständigen Tasche (8) in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) mit jeweils einem freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’) soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel zusammen mit einem der beiden Stege (4, 5; 4’, 5’) jeweils eine halbe Tasche (10, 11) zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers (7a, 7c) bilden, und bei dem die freien Schenkel in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) weisend unter einen Kröpfungswinkel (β1, β2) nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind. Weiter ist vorgesehen, dass die Stege (4, 5; 4’, 5’) gemäß dem Teilungswinkel (α) des Zylinderrollenlagers (21) voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21) trifft, und dass in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) gesehen die Länge (L2, L3) der jeweiligen freien Schenkel gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper (7a, 7b, 7c).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment eines Zylinderrollenlagers, welches zwei Seitenplatten und zwei Stege aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten sowie die Stege eine vollständige Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden, bei dem sich die Stege parallel zur Drehachse der Wälzkörper des Zylinderrollenlagers erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten beiderseits der vollständigen Tasche in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers mit jeweils einem freien Schenkel soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel zusammen mit einem der beiden Stege jeweils eine halbe Tasche zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers bilden, und bei dem die freien Schenkel in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers weisend unter einen Kröpfungswinkel nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind.
  • Zylinderrollenlager bestehen üblicherweise aus einem Innenring, einem Außenring und mehreren zwischen diesen Laufringen angeordneten Wälzkörpern. Um eine zur gleichmäßigen Lastverteilung erforderliche, auf den Umfang des Zylinderrollenlagers bezogen gleichverteilte Anordnung der Wälzkörper zu erreichen und einen Kontakt der Wälzkörper untereinander zu verhindern, sind die Wälzkörper meistens in einem Lagerkäfig geführt. Bei Großwälzlagern, die zum Beispiel in Walzwerken und in Windkraftanlagen zur Anwendung kommen, sind die Lagerkäfige häufig als Bolzenkäfige oder als Fensterkäfige ausgebildet. Ein Bolzenkäfig umfasst zwei vollständige Seitenringe und mehrere umfangsseitig gleichverteilt zwischen den Seitenringen angeordnete Bolzen. Auf den Bolzen ist jeweils ein mit einer zentralen Lagerbohrung versehener Wälzkörper drehbar gelagert. Ein Fensterkäfig weist ebenfalls zwei vollständige Seitenringe und mehrere umfangsseitig gleichverteilt zwischen den Seitenringen angeordnete Axialstege auf. Die Seitenringe und die Axialstege schließen mehrere üblicherweise als Fenster oder Taschen bezeichnete Zwischenräume ein, in denen jeweils ein zylindrischer Wälzkörper geführt ist.
  • Abweichend von der vollständigen Bauart kann ein Fensterkäfig auch aus Käfigsegmenten gebildet sein, die entweder miteinander verbunden sind oder zumindest in Umfangsrichtung des Käfigs miteinander in Kontakt stehen. Darüber hinaus sind auch Käfigsegmente bekannt, die ohne miteinander in Kontakt zu stehen als Trenn- und Führungselemente zwischen den Wälzkörpern angeordnet sind.
  • Aus der DE 10 2009 016 017 B4 ist ein auf ein Trenn- und Führungselement reduziertes Käfigsegment eines Wälzlagers bekannt, das zwei axial äußere gabelförmige Führungskörper mit konkaven Anlaufflächen aufweist, die über einen radial ausgerichteten, ebenen Axialsteg miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand des betreffenden Wälzlagers sind die Käfigsegmente umfangsbezogen jeweils zwischen zwei Wälzkörpern angeordnet und mit der Basis der Führungskörper auf der Laufbahn des Innenrings geführt.
  • In der DE 10 2012 223 316 B3 ist ein ähnliches Käfigsegment eines Wälzlagers beschrieben, das zusätzlich zu den gabelförmigen Führungskörpern zwei die beiden Wälzkörper stirnseitig teilweise umgreifende Seitenscheiben aufweist. Die Seitenscheiben sind über den Axialsteg miteinander verbunden, stehen jedoch nicht mit den Seitenscheiben der umfangsseitig benachbarten Käfigsegmente in Kontakt. Die Seitenscheiben dienen zur seitlichen Führung des betreffenden Käfigsegmentes über die in einem der Laufringe in Seitenborden geführten Wälzkörper und weisen an ihren radialen Rändern jeweils eine Ausbuchtung zur Gleitführung auf den Laufbahnen der Laufringe auf.
  • Dagegen ist in der DE 10 2011 087 864 A1 ein kastenförmiges Käfigsegment eines Wälzlagers offenbart, bei dem zwei mit gabelförmigen Führungskörpern versehene Axialstege endseitig über jeweils einen Umfangssteg miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand des betreffenden Wälzlagers ist jeweils ein Wälzkörper innerhalb des Käfigsegmentes angeordnet, und zwei weitere Wälzkörper liegen auf den Umfang des Wälzlagers bezogen außen jeweils an einem der Axialstege des Käfigsegmentes an. In dem betreffenden Wälzlager sind somit umfangsseitig wechselweise jeweils ein innerhalb eines Käfigsegmentes geführter Wälzkörper und ein stirnseitig frei zwischen zwei Käfigsegmenten geführter Wälzkörper angeordnet.
  • Bei Wälzlagern mit den genannten Käfigsegmenten ist die Packungsdichte der Wälzkörper im Wälzlager durch die Anordnung der Führungskörper an den Axialstegen begrenzt und zum Beispiel niedriger als bei entsprechenden Wälzlagern mit Bolzenkäfigen. Zudem kann es bei derartigen Wälzlagern aufgrund der fehlenden Abstützung der Käfigsegmente in Umfangsrichtung des Wälzlagers zu lokalen Verdichtungen von Wälzkörpern und Käfigsegmenten kommen, die schwingend auf- und abgebaut werden sowie zu einem verstärkten Verschleiß an den Kontaktflächen zwischen den Wälzkörpern und den Käfigsegmenten führen können.
  • Aus der DE 10 2013 207 301 A1 und der DE 10 2013 220 833 A1 sind dagegen Käfigsegmente von Wälzlagern bekannt, die jeweils zwei die beiden Wälzkörper stirnseitig in etwa hälftig umgreifende Seitenscheiben aufweisen, welche über einen radial ausgerichteten, ebenen Axialsteg miteinander verbunden sind. An dem Axialsteg des jeweiligen Käfigsegmentes sind Führungskörper mit Anlaufflächen zur Führung der zugeordneten Wälzkörper angeordnet. Während das Käfigsegment gemäß der DE 10 2013 207 301 A1 zur radialen Führung mit äußeren Gleitkörpern versehene, an dem Axialsteg angeordnete Führungsfinger aufweist, sind bei dem Käfigsegment gemäß der DE 10 2013 220 833 A1 die Seitenscheiben hierzu mit radial äußeren Ausbuchtungen beziehungsweise Kontaktelemente versehen. Durch die Anordnung der Anlaufkörper an den Axialstegen ist die umfangsseitige Packungsdichte der Wälzkörper auch bei Wälzlagern, die mit diesen Ausführungen der Käfigsegmente versehen sind, begrenzt. Da die Käfigsegmente im montierten Zustand des betreffenden Wälzlagers aber über die in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisenden Stirnflächen mit den benachbarten Käfigsegmenten in Kontakt stehen, ist bei den entsprechenden Wälzlagern eine gleichmäßige Verteilung der Wälzkörper über den Umfang sichergestellt.
  • In der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 200 381 A1 wird dagegen ein dem Käfigsegment gemäß der DE 10 2013 220 833 A1 ähnliches Käfigsegment eines Wälzlagers vorgeschlagen, bei dem die Seitenscheiben durch zwei radial gestaffelt angeordnete Rundbolzen miteinander verbunden sind. Die derart ausgebildeten Axialstege dienen einerseits zur Verbindung der beiden Seitenscheiben und andererseits zur Führung der beiden zugeordneten Wälzkörper. Aufgrund des freien Zwischenraumes zwischen den Rundbolzen weist ein mit derartigen Käfigsegmenten ausgerüstetes Wälzlager eine erhöhte Packungsdichte der Wälzkörper und somit eine höhere Tragzahl auf. Aufgrund der relativ großen Kontaktflächen zwischen den Rundbolzen und den Wälzkörpern können sich jedoch ein ungünstig hoher Wälzwiderstand und ein erhöhter Verschleiß ergeben.
  • Außerdem ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 206 533 A1 ein gattungsgemäßer Käfig für ein Wälzlager bekannt, der aus einer Mehrzahl von Eintaschensegmenten zusammengesetzt ist, wobei jedes dieser Eintaschensegmente einen Wälzkörper aufnimmt. Ein solches Eintaschensegment besteht aus zwei parallel zueinander angeordnete Seitenplatten und zwei parallel zur Längsachse des jeweiligen Wälzkörpers ausgerichtete plattenförmige Stege, wobei die Seitenplatten und die Stege fest miteinander verbunden sind. An den zueinander weisenden Flächen der Seitenplatten sind Kontaktelemente zum stirnseitigen Anlaufen des jeweiligen Wälzkörpers ausgebildet, und die plattenförmigen Stege weisen jeweils in Umfangsrichtung des Käfigs gerichtete Vorsprünge auf, an denen radiale Anlaufflächen für den jeweiligen Wälzkörper ausgebildet sind.
  • Schließlich sind aus den Druckschriften DE 10 2009 037 422 A1 und EP 2 264 325 A1 Segmente für einen segmentierten Wälzlagerkäfig mit jeweils 4 Taschen, aus der DE 10 26 577 A1 Käfigsegmente mit jeweils zwei Taschen, und aus der WO 2012 076 583 A1 Käfigsegmente mit jeweils einer Tasche bekannt.
  • Zu den bekannten segmentierten Wälzlagerkäfigen ist festzustellen, dass je weniger Wälzkörper in einem Käfigsegment angeordnet werden können, desto größer ist die Anzahl der Käfigbauteile, die zum Aufbau eines kompletten Wälzlagerkäfigs notwendig sind. Dies wirkt sich nachteilig bei den Herstellkosten, der Lagerhaltung, dem Transport und der Käfigmontage aus. Zwar ist bei Mehrtaschenkäfigsegmenten, also beispielsweise einem Käfigsegment mit vier Taschen, dieser Nachteil gegenüber einem Eintaschenkäfig deutlich reduziert, dafür steigt mit größer werdender Taschenanzahl die Klemmneigung der Wälzkörper und der Käfigsegmente im Wälzlager an. Außerdem muss beachtet werden, dass je mehr Taschen ein Käfigsegment aufweist, desto höher ist die Stossenergie, mit der ein solches, mit Wälzkörpern befülltes Käfigsegment im Betrieb an ein unmittelbar benachbartes Käfigsegment bei Überwindung eines Umfangsspiels anschlagen kann. Hierdurch ist der Käfigverschleiß bei Käfigsegmenten mit vielen Taschen vergleichsweise hoch. Schließlich ist insbesondere bei Großwälzlagern, etwa mit einem Durchmesser von mehr als 0,5 Meter, das jeweilige Käfigsegment um so schwerer und damit weniger einfach zu transportieren und zu montieren, je mehr Taschen ein solches Käfigsegment aufweist.
  • Zur Lösung dieser technischen Probleme wurde in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 219 277.9 bereits ein Käfigsegment eine Wälzlagers vorgeschlagen, welches zwei Seitenplatten und zwei Stege aufweist, die fest miteinander verbunden sind, wobei sich die beiden Stege parallel zur Drehachse der Wälzkörper des Wälzlagers erstrecken, und bei dem die beiden Seitenplatten sowie die Stege eine Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden. Bei diesem Käfigsegment ist weiter vorgesehen, dass sich die beiden Seitenplatten beiderseits der Tasche in Umfangsrichtung des Wälzlagers soweit erstrecken, dass diese zusammen mit jeweils einem der beiden Stege jeweils eine halbe Tasche zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers bilden. Das Käfigsegment weist demnach eine vollständige Tasche sowie zwei halbe Taschen auf, welche in Umfangsrichtung des Wälzlagers offen sind.
  • Dieses Käfigsegment kann zur Bildung von Käfigen genutzt werden, welche beispielsweise in Zylinderrollenlagern, in Kegelrollenlagern und in Pendelrollenlagern eingesetzt werden. Da ein solches, aus der DE 10 2015 219 277.9 bekanntes Käfigsegment mehr als nur einen Wälzkörper in sich aufnehmen und führen kann, und es zugleich hinsichtlich seiner Abmessungen in Umfangsrichtung des Wälzlagers kürzer ist als ein gattungsgemäßes Käfigsegment mit drei und mehr vollständigen Taschen, ist dieses insbesondere bei der Montage von Großwälzlagern vergleichsweise einfach zu handhaben.
  • Im Vergleich zu einem Segmentkäfig, welcher aus mehreren Käfigsegmenten mit jeweils nur einer Tasche zur Aufnahme jeweils nun eines Wälzkörpers aufgebaut ist, kann mit dem genannten Käfigsegment die Anzahl der in einem Wälzlager benötigten Käfigsegmente halbiert werden. Außerdem ermöglicht ein mit diesen Käfigsegmenten aufgebauter Käfig eines Wälzlagers für diesen eine höhere Tragzahl, da im Vergleich zu Käfigsegmenten, die nur vollständige Taschen aufweisen, eine höhere Anzahl von Wälzkörpern in ein solches Wälzlager einbaubar sind.
  • Überdies kann durch die Konstruktion des bekannten Käfigsegments ein axiales sowie ein in Umfangsrichtung des Wälzlagers wirksames Taschenspiel in jeder Tasche und halben Tasche des Käfigsegments auf einfache Weise eingestellt sein. Dadurch ist ein klemmfreier Betrieb eines mit solchen Käfigsegmenten aufgebauten Käfigs in einem Wälzlager gewährleistet. Hierzu trägt nicht unwesentlich bei, dass die in die beiden halben Taschen des Käfigsegments eingesetzten Wälzkörper zwar an deren Stirnseiten axial geführt sind, in Umfangsrichtung des Wälzlagers gesehen jedoch nur an einer Seite. Zudem kann sich das aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannte Käfigsegment bei allen Betriebssituationen des Wälzlagers im Bereich des Axialspiels und des Radialspiels frei bewegen, so dass an diesem und an den zugeordneten Wälzkörpern ein geringe Reibungsentwicklung und daher ein geringer Verschleiß zu erwarten ist.
  • Das bekannte Käfigsegment kann einteilig hergestellt oder aus mehreren Einzelteilen fest zusammengesetzt sein. Es kann aus einem Metall oder Kunststoff bestehen und beispielsweise durch ein Stahlgussverfahren, durch Sintern, durch eine Pulverbettherstellung, mittels eines Spritzgussverfahrens oder mittels eines 3D-Druckers hergestellt werden. Die jeweiligen Vorteile sind dem Fachmann bekannt.
  • Der konstruktive Aufbau des aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannten Käfigsegments ermöglicht ein sehr geringes Endspiel in Umfangsrichtung eines aus diesen Käfigsegmenten aufgebauten Wälzlagers, da im Vergleich zu Käfigsegmenten mit nur einer Tasche die Anzahl der zum Aufbau eines Wälzlagerkäfigs benötigten Käfigsegmente deutlich reduziert ist, so dass auch die Summierung der Fertigungstolleranzen kleiner ist.
  • Ein weiterer Vorteil dieses bekannten Käfigsegments ist, dass dieses zwar mehr als nur einen Wälzkörper aufnimmt und führt, aber dennoch eine vergleichsweise geringe Gesamtmasse aufweist. Dies ist besondere deshalb vorteilhaft, weil zu einem Gesamtkäfig zusammengesetzte Käfigsegmente zueinander ein zwar geringes, aber nicht zu vernachlässigendes Spiel in Umfangsrichtung des Wälzlagers aufweisen. Dieses Spiel tritt zwischen den Stirnseiten der jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegmente auf. Im Betrieb eines solchen Wälzlagers kommt es zu Relativbewegungen und Stößen von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten, die umso mehr kinetische Energie aufweisen, je mehr Taschen und je mehr Wälzkörper ein solches Käfigsegment hat. Insofern stellt das genannte Käfigsegment mit seiner einzigen vollständigen Tasche und seinen beiden halben Taschen einen optimalen Kompromiss zwischen Käfigsegmenten mit nur einer Tasche sowie mit zwei oder mehr Taschen dar.
  • Dadurch, dass die in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisenden Stirnseiten so ausgebildet sind, dass sie Berührflächen zum Anlegen an die Stirnflächen der jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegmente bilden, ist sichergestellt, dass sich die in dem Käfigsegment angeordneten Wälzkörper in allen Betriebssituationen im Rahmen des Taschenspiels frei bewegen können und ein Verklemmen derselben dadurch vermieden wird.
  • Der konstruktive Aufbau des aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannten Käfigsegments mit seinen endseitigen beiden halben Taschen führt zudem dazu, dass immer nur ein Wälzkörper in einer vollständigen Tasche aufgenommen ist, während jeweils zwei weitere Wälzkörper von jeweils einer halben Tasche dieses Käfigsegments und jeweils einer zweiten halben Tasche eines unmittelbar benachbarten Käfigsegments jeweils halb umgriffen sind. Hierdurch sind die Käfigsegmente eines Wälzlagers mittels der Wälzkörper auch untereinander verkettet, welches im Vergleich zu konventionellen Käfigsegmenten mit nur einer Tasche oder mit mehreren vollständigen Taschen als sehr vorteilhaft beurteilt wird.
  • Wenngleich das gerade beschriebene Käfigsegment sehr viele Vorteile aufweist, ist es dennoch noch nicht optimal ausgebildet. Zwar sind bei einer Ausführungsform die an die eine vollständige Tasche anschließenden freien Schenkel des Käfigsegments in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisend abgewinkelt ausgebildet, in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 219 277.9 ist aber nicht angegeben, wie diese Abwinkelung am vorteilhaftesten auszubilden ist.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannte Käfigsegment so weiterzubilden, dass dessen Umlaufdynamik im Betrieb eines Zylinderrollenlagers verbessert ist. Dazu sollen die in Umfangsrichtung weisenden Enden der freien Schenkel des Käfigsegments sowie die Ausrichtung der Stege so verbessert werden, dass bei deren Kontakt mit dem jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegment deren Verschleiß bei Berührung möglichst gering ist. Außerdem sollen die Kontaktelemente an dem Käfigsegment, welche mit den zugeordneten Wälzkörpern zur Führung derselben in Kontakt geraten, eine kostengünstig herstellbare Geometrie aufweisen.
  • Diese Aufgabe ist durch ein Käfigsegment mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
  • Die Erfindung betrifft demnach ein Käfigsegment eines Zylinderrollenlagers, welches zwei Seitenplatten und zwei Stege aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten sowie die Stege eine vollständige Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden, bei dem sich die Stege parallel zur Drehachse der Wälzkörper des Zylinderrollenlagers erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten beiderseits der vollständigen Tasche in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers mit jeweils einem freien Schenkel soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel zusammen mit einem der beiden Stege jeweils eine halbe Tasche zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers bilden, und bei dem die freien Schenkel in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers weisend unter einen Kröpfungswinkel nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind.
  • Zur Lösung der gestellte Aufgabe ist bei diesem Käfigsegment vorgesehen, dass die Stege gemäß dem Teilungswinkel des Zylinderrollenlagers voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung die Drehachse des Zylinderrollenlagers trifft, und dass in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers gesehen die Länge der jeweiligen freien Schenkel gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper.
  • Als Teilungswinkel ist derjenige Winkel definiert, welcher von zwei radialen Geraden eingeschlossen ist, die sich in der Drehachse des Zylinderrollenlagers schneiden, und von denen jede Gerade durch die Drehachse eines von zwei zugeordneten, unmittelbar benachbarten Wälzkörpern geht.
  • Der Kröpfungswinkel beträgt einschließlich der Bereichsgrenzen vorzugsweise 1° bis 20° und kann abhängig von der Geometrie des freien Endes des jeweiligen freien Schenkels des Käfigsegments gewählt sein.
  • Durch den beschriebenen Aufbau sind die durch die Stege gebildeten Wände der vollständigen Tasche sowie die durch die Stege gebildeten Wände der beiden halben Taschen des Käfigsegments optimal auf das Drehzentrum des Zylinderrollenlagers ausgerichtet, so dass der in der jeweiligen vollständigen Tasche oder halben Tasche angeordnete Wälzkörper dort geometrisch optimal aufgenommen ist. Durch die definierte Länge der in Umfangsrichtung abstehenden freien Schenkel des Käfigsegments ist das Ausmaß eines Gesamtumfangsspiels der Käfigsegmente im gesamten Käfig genau festlegbar. Außerdem kann dadurch die Geometrie und Ausrichtung der Kontaktflächen an den freien Enden der freien Schenkel in Abhängigkeit von dem Typ und den Durchmesser des Zylinderrollenlagers optimal gewählt werden.
  • Hierbei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Kröpfung der freien Schenkel kreisbogenförmig ausgebildet ist, und dass der Krümmungsradius dieser Kröpfung einem Teilkreises entspricht, welcher gedacht radial mittig zwischen der Laufbahn des Innenringes und der Laufbahn des Außenringes liegt.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Käfigsegments mit den Merkmalen der Erfindung ist beispielsweise vorgesehen, dass das freie Ende der Schenkel jeweils plan ausgebildet ist, und dass die nach radial innen gerichtete Verlängerung des jeweiligen freien Endes der Schenkel die Drehachse des Zylinderrollenlagers trifft. Gemäß einer dazu alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das freie Ende der Schenkel jeweils konvex ausgebildet ist, und dass eine gedachte Gerade, welche sich von dem Ort der weitesten Ausdehnung des konvexen Endes des jeweiligen Schenkels nach radial innen erstreckt, die Drehachse des Zylinderrollenlagers trifft. Diese beiden Varianten verdeutlichen, dass das freie Ende der jeweiligen Schenkel des Käfigsegments an die Gegebenheiten des Zylinderrollenlagers zur Erreichung eines klemmfreien und vor allem reibungsarmen Betriebs individuell anpassbar ist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass an den taschenseitigen und/oder halbtaschenseitigen Flächen der Seitenplatten, der freien Schenkel und/oder der Stege hervorstehende, stabförmige Vorsprünge mit in die jeweilige vollständigen Tasche oder halbe Tasche weisende Anlaufflächen ausgebildet sind, an denen der in der jeweiligen vollständigen Tasche oder halben Tasche angeordnete Wälzkörper anlaufen kann. Die stabförmigen Vorsprünge lassen sich bei einem Stahl- oder Kunststoffgießvorgang vergleichsweise einfach in einer entsprechend geometrisch negativ ausgebildeten Form erzeugen. Das Abtragen von Material an diesen stabförmigen Vorsprüngen an den Wänden des Käfigsegments nach dem Gießvorgang kann, sofern überhaupt notwendig, sehr einfach und kostengünstig durch Wegfräsen von überstehendem Material erfolgen. Wegen der vorgeschlagenen Geometrie der Vorsprünge an den Wänden des Käfigsegments lassen sich vergleichsweise kostengünstige Spritzformen für Käfigsegmente aus Stahl oder Kunststoff herstellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere dieser Käfigsegmente zur Bildung eines Käfigs in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers unmittelbar hintereinander sowie mit einem Gesamtumfangsspiel zueinander angeordnet sind, wobei die beiden halben Taschen eines Käfigsegments zusammen mit den jeweils benachbarten halben Taschen der unmittelbar benachbarten Käfigsegmente jeweils eine vollständige, jedoch geteilte Tasche des Käfigs bilden. Das Gesamtumfangsspiel bildet sich, wenn alle Käfigsegmente des Käfigs in Umfangsrichtung desselben aneinander stoßend zusammengeschoben sind, derart, dass zwischen lediglich zwei unmittelbar benachbarte Käfigsegmente dieses Gesamtumfangsspiel vorliegt.
  • Sofern das Käfigsegment an wenigstens einem der beiden, die Laufbahnen für die Wälzkörper aufweisenden Lagerringen reibungsarm geführt werden soll, kann vorgesehen sein, dass die Seitenplatten sowie die freien Schenkel des Käfigsegments nach radial außen und/oder nach radial innen hervorstehende Führungselemente aufweisen, welche als abgerundete Gleitflächen zum Abstützen an einer Ringfläche des Innenrings oder des Außenrings des Zylinderrollenlagers ausgebildet sind. Diese radialen Führungselemente sind bevorzugt an den in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers weisenden freien Schenkeln der Seitenplatten ausgebildet.
  • Um einen optimalen Schmiermitteltransport in einem mit den erfindungsgemäßen Käfigsegmenten ausgestatten Zylinderrollenlager sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Seitenplatten, deren freie Schenkel und/oder die Stege des Käfigsegments als Bohrungen oder radiale Ausnehmungen ausgebildete Schmiermittelzuführungen aufweisen, wobei die freien Schenkel wenigstens jeweils eine dieser Bohrungen aufweisen.
  • Schließlich wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass die Abmessungen der vollständigen Tasche und der beiden halben Taschen des Käfigsegments derart sind, dass die Wälzkörper dort jeweils mit einem Taschenspiel angeordnet sind. Dieses Taschenspiel weist eine in Axialrichtung und eine in Umfangsrichtung des zugeordneten Zylinderrollenlagers gerichtete Komponente auf.
  • Das Käfigsegment gemäß der Erfindung ist für seinen Einsatz in einem Zylinderrollenlager derart ausgebildet, dass dessen beiden Seitenplatten in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers gesehen eine größere Ausdehnung aufweisen als in der Radialrichtung des Zylinderrollenlagers.
  • Sofern das erfindungsgemäße Käfigsegment zum Aufbau eines Nadellagerkäfigs genutzt werden soll, ist vorgesehen, dass dessen beiden Seitenplatten in Radialrichtung des Zylinderrollenlagers gesehen eine größere Ausdehnung aufweisen als in der Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers.
  • Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
  • 1 eine schematische radial Draufsicht auf ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Käfigsegment gemäß einer ersten Ausführungsform zur Bildung eines Käfigs für ein Zylinderrollenlager,
  • 2 das Käfigsegment gemäß 1 bestückt mit zylindrischen Wälzkörpern,
  • 3 das Käfigsegment gemäß 2 in einer axialen Seitenansicht eingebaut in ein Zylinderrollenlager sowie mit einer ersten Variante der Enden seiner freien Schenkel,
  • 4 das Käfigsegment gemäß 2 in einer axialen Seitenansicht mit einer zweiten Variante der Enden seiner freien Schenkel,
  • 5 eine schematische Seitenansicht von zwei gemäß 4 ausgebildeten Käfigsegmenten, welche zur Bildung eines Wälzlagerkäfigs unmittelbar hintereinander angeordnet sind, und
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Käfigsegments zur Bildung eines Käfigs für ein Zylinderrollenlager gemäß einer zweiten Ausführungsform, an dessen freie Schenkel radial ausgerichtete Führungselemente ausgebildet sind.
  • Demnach zeigen die 1 bis 6 das erfindungsgemäße Käfigsegment 1, 1’, 1* in verschiedenen Ausführungen, Ansichten und Einbausituationen. Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Käfigsegmente 1, 1’ sind weitgehend identisch ausgebildet und werden mittels der Wälzkörper geführt. Das in 6 dargestellte Käfigsegment 1* weist an in Umfangsrichtung 9 eines Zylinderrollenlagers 21 gerichteten freien Schenkeln 30a, 30b, 30c, 30d radial nach außen beziehungsweise radial nach innen gerichtete Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d auf, mittels denen das Käfigsegment 1* an den Laufbahnen 14a, 14b der Lagerringe 16, 17 des Zylinderrollenlagers 21 radial führbar ist. Hierauf wird noch im Detail eingegangen.
  • Die Käfigsegmente 1, 1’, 1* gemäß den 1 bis 6 weisen jeweils zwei Seitenplatten 2, 2’; 3, 3’ und zwei Stege 4, 4’; 5, 5’ auf, die fest miteinander verbunden sind. Die beiden Seitenplatten 2, 2’; 3, 3’ erstrecken sich in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 und die Stege 4, 4’; 5, 5’ sind parallel zur Drehachse 6 der Wälzkörper 7a, 7b, 7c sowie parallel zur Drehachse 27 des Zylinderrollenlagers 21 ausgerichtet. Die beiden Seitenplatten 2, 2’; 3, 3’ und die beiden die Stege 4, 4’; 5, 5’ bilden mittig der Käfigsegmente 1, 1’, 1* eine vollständige Tasche 8 zur Aufnahme eines Wälzkörpers 7b. Die beiden Seitenplatten 2, 2’; 3, 3’ erstrecken sich beiderseits der vollständigen Tasche 8 in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 mit jeweils einem freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’ derart, dass jeweils zwei freie Schenkel 30a, 30c; 30b, 30d; 30a’, 30c’; 30b’, 30d’ zusammen mit einem der beiden Stege 4, 4’; 5, 5’ jeweils eine halbe Tasche 10, 11 zur Aufnahme eines neben dem mittigen Wälzkörper 7b unmittelbar benachbarten Wälzkörper 7a, 7c bilden. Die beiden halben Taschen 10, 11 weisen dadurch in einer radialen Draufsicht eine etwa U-förmige Geometrie auf. Außerdem sind die freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’ der Käfigsegmente 1, 1’, 1* in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisend nach radial innen gekröpft beziehungsweise abgewinkelt ausgerichtet.
  • Die Kröpfung beziehungsweise Abwinkelung der Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d der Käfigsegmente ist in den 3 und 4 durch die Einzeichnung von zwei Kröpfungswinkel β1, β2 gesondert markiert. Erkennbar sind diese Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d um jeweils identische Kröpfungswinkel β1, β2 in Bezug zu einem mittleren, die vollständige Tasche 8 aufweisenden, tangential ausgerichteten Abschnitt des Käfigsegments 1 nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet. Diese Abwinkelung oder Kröpfung ist vergleichsweise gering. Es werden Kröpfungswinkel β1, β2 von 1° bis 20° bevorzugt. Sofern die Kröpfung der Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d kreisbogenförmig ausgebildet ist, entspricht deren Krümmungsradius einem Teilkreises, welcher radial mittig zwischen der Laufbahn 14a des Innenringes 16 und der Laufbahn 14b des Außenringes 17 des Zylinderrollenlagers 21 gedacht angeordnet ist.
  • Zur Gewährleistung eines reibungsarmen und klemmfreien Betriebs ist bei dem in den 1 bis 6 dargestellten Käfigsegment 1, 1’ 1* vorgesehen, dass die beiden Stege 4, 5; 4’, 5’ gemäß dem Teilungswinkel α des Zylinderrollenlagers 21 voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung 35, 36; 35’, 36’ die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft, und dass in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 gesehen die Länge L2, L3 der jeweiligen freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’ gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper 7a, 7b, 7c, 7b’, 7c’. Wie hierzu eine Zusammenschau der 2 und 3 verdeutlicht, ist die Länge L2, L3 der freien Schenkel nicht kleiner als es der halbe Teilungswinkel α/2 im Bereich der freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d zulassen würde.
  • Bei den in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen sind die Käfigsegmente 1, 1’, 1* in einem Gießverfahren aus Stahl hergestellt. Die Käfigsegmente 1, 1’, 1* dienen beispielsweise zum Aufbau eines Käfigs 22 für ein Großwälzlager mit mehr als 0,5 Meter Durchmesser. Ein solcher Käfig 22 wird zur Aufnahme und Führung von zylindrischen Wälzkörpern 7a, 7b, 7c, 7b’, 7c’ eines Zylinderrollenlager 21 genutzt.
  • Wie die Figuren veranschaulichen, bilden oder umgrenzen die beiden Seitenplatten 2, 3; 2’, 3’ und die ebenfalls plattenförmig ausgebildeten Stege 4, 5; 4’, 5’ eine beidseitig radial offene, vollständige Tasche 8, in die ein als Zylinderrolle ausgebildeter Wälzkörper 7b einsetzbar ist. In Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 gesehen sind unmittelbar neben der vollständigen Tasche 8 an dem Käfigsegment 1, 1’, 1* jeweils zwei halbe Taschen 10, 11 ausgebildet, die in einer radialen Draufsicht eine etwa U-förmige Geometrie aufweisen. Die nur zwei Stege 4, 5; 4’, 5’ eines Käfigsegments 1, 1’, 1* bilden dabei einerseits jeweils eine in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisende Begrenzung der einzigen vollständigen Tasche 8 sowie eine ebensolche Begrenzung für die beiden halben Taschen 10, 11. Die halben Taschen 10, 11 sind dabei zusätzlich durch in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisende freie Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’ der beiden Seitenplatten 2, 3; 2’, 3’ gebildet.
  • Die beiden Seitenplatten 2, 3; 2’, 3’ weisen als Schmiermittelzuführungen wirksame Bohrungen auf, von denen jeweils eine Bohrung 18a, 18d; 19a, 19d im Bereich der die halben Taschen begrenzenden Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’ ausgebildet sind. Jeweils zwei weitere Bohrungen 18b, 18c; 19b, 19c sind in den beiden Seitenplatten 2, 3; 2’, 3’ im Bereich der vollständigen Tasche 8 ausgebildet. Wie insbesondere 6 zeigt, weisen die beiden Seitenplatten 2, 3 an ihren radialen Stirnseiten jeweils eine radiale Ausnehmung auf, von denen lediglich die nach radial außen weisenden Ausnehmungen 28, 29 mit Bezugszeichen versehen sind.
  • Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Käfigsegments 1* sind im Berech der jeweils vier freien Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d sowohl radial außen als auch radial innen Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d ausgebildet. Die radiale Führung des in 6 dargestellten Käfigsegments 1* mit seinen Führungselementen 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d an den beiden Lagerringen 16, 17 ist nicht gesondert dargestellt, sie soll dennoch nachfolgend kurz beschrieben werden.
  • Die Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d weisen an ihren freien radialen Enden Führungsflächen auf, mit denen die beiden Seitenplatten 2, 3 jeweils an einer zugeordneten Ringfläche am Innenring 16 sowie an einer zugeordneten Ringfläche am Außenring 17 des Zylinderrollenlagers 21 geführt werden. Dabei sind die beiden Ringflächen des Innenrings 16 vorzugsweise an den radialen Außenseiten von zwei axial gegenüberliegend neben der Laufbahn 14a des Innenrings 16 ausgebildeten Borden ausgebildet. Die beiden Ringflächen am Außenring 17 sind beispielsweise durch zwei axiale Verlängerungen der dortigen Laufbahn 14b für die Wälzkörper 7 gebildet. Durch die vorzugsweise konvexe Wölbung der Führungsflächen der Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d ergibt sich im Zusammenwirken mit den Ringfläche am Innenring 16 beziehungsweise Außenring 17 eine etwa linsenförmige Kontaktgeometrie, mit der die jeweiligen Seitenplatten 2, 3 an den Lagerringen 16, 17 anliegen, was einen sehr geringen Verschleiß an den genannten Bauteilen bewirkt.
  • Wie insbesondere 1 zeigt, weisen die Seitenplatten 2, 3, deren freie Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d, und die Stege 4, 5 im Bereich der vollständigen Tasche 8 an deren taschenseitigen Flächen Vorsprünge 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53 auf, welche eine etwa stabförmige Grundgeometrie haben, und an deren zur vollständigen Tasche 8 oder halben Tasche 10, 11 weisenden Seiten jeweils eine Anlauffläche ausgebildet ist. An die Anlaufflächen der genannten Vorsprünge 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53 können sich in der vollständigen Tasche 8 oder in den beiden halben Taschen 10, 11 angeordnete Wälzkörper 7a, 7b, 7c anlegen und dadurch abstützen. Die Anzahl, Anordnung und konkrete Ausbildung der dieser Vorsprünge sowie deren Anlaufflächen wird in Abhängigkeit von der Geometrie der vollständigen Tasche 8 und der beiden halben Taschen 10, 11, vom Lagertyp, und von dem gewünschten Taschenspiel durch den Fachmann sinnvoll ausgewählt.
  • In den 3 und 4 ist in schematischer Darstellung jeweils ein Käfigsegment 1, 1’ in einer Seitenansicht gezeigt, in denen jeweils drei Wälzkörper 7a, 7b, 7c aufgenommen sind. Deutlich erkennbar erstrecken sind die Stege 4, 5 gemäß dem Teilungswinkel α des Zylinderrollenlagers 21. Die Stege 4, 5 sind derart geneigt angeordnet, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung 35, 36; 35’, 36’ die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft.
  • In einer Zusammenschau mit 2 ist auch erkennbar, dass wegen der Ausbildung der in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers 21 weisenden Vorsprünge 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53 an dem Käfigsegment 1, 1’ die Länge L1 der vollständigen Tasche 8 etwas größer ist als der Durchmesser eines dort angeordneten Wälzkörpers 7b. Außerdem ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 gesehen die Länge L2, L3 der jeweiligen freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der dort angeordneten Wälzkörper 7a, 7c. Hierdurch können die Wälzkörper 7a, 7b, 7c trotz der Vorsprünge 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53 mit geringem Spiel in der vollständigen Tasche 8 sowie in zwei unmittelbar benachbarten halben Taschen 10, 11 aufgenommen werden.
  • Wie insbesondere 5 zeigt, liegen auch die in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers 21 weisenden zugeordneten planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58; 55’, 56’, 57’, 58’ der freien Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d; 30a’, 30b’; 30c’, 30d’ unmittelbar benachbarter Käfigsegmente 1, 1’ aneinander an. Im Ergebnis ist durch die Längen L2, L3 der freien Schenkeln 30a, 30b; 30c, 30d; 30a’, 30b’; 30c’, 30d’ ein in 5 erkennbares Umfangsspiel S zwischen zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1, 1’ frei gehalten. Dieses Umfangsspiel S ist als Gesamtspiel des Käfigs 22 zu verstehen, welches sich bei drehendem Zylinderrollenlager 21 auf die Kontaktbereiche der planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58; 55’, 56’, 57’, 58’ der freien Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d; 30a’, 30b’; 30c’, 30d’ über den gesamten Käfig 22 verteilt. Ein Verklemmen der einzelnen Käfigsegmente 1, 1’ ist dadurch ausgeschlossen.
  • In 5 ist erkennbar, dass auch die Stege 4’, 5’ eines unmittelbar zu einem ersten Käfigsegment 1 benachbarten zweiten Käfigsegments 1’ gemäß dem Teilungswinkel α des Zylinderrollenlagers 21 voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung 35’, 36’ die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft.
  • Im Betrieb stoßen die unmittelbar benachbarten Käfigsegmente 1, 1’ mit ihren in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisenden planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58 direkt aneinander. Gemäß einer in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind diese planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58 derartig ausgerichtet, dass eine gedachte, nach radial innen gerichtete Verlängerung 33, 34 beziehungsweise radiale Tangente die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft. Hierdurch liegen die planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58 der freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’ von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1, 1’ vergleichsweise großflächig aneinander, wodurch dort wirkende Reibkräfte vorteilhaft niedriger sind als bei einem punktförmigen oder linienförmigen Kontakt der benachbarten Käfigsegmente 1, 1’.
  • Gemäß einer davon abweichenden, in 3 dargestellten Ausführungsform ist hinsichtlich der Geometrie der freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d vorgesehen, dass deren freies Ende 55’, 56’, 57’, 58’ jeweils konvex ausgebildet ist, und dass eine gedachte radiale Tangente 23, 24, welche sich von dem Ort der weitesten Ausdehnung des konvexen Endes 55’, 56’, 57’, 58’ des jeweiligen Schenkels 30a, 30b, 30c, 30d nach radial innen erstreckt, die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft. Hierdurch gelangen die in Umfangsrichtung weisenden konvexen Enden 55’, 56’, 57’, 58’ der Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d bei einer Berührung zwar in Linienkontakt, ein Verklemmen benachbarter Käfigsegmente 1, 1’ ist aber auf jeden Fall ausgeschlossen.
  • Durch den geschilderten Aufbau des Käfigelements 1, 1’, 1* ist aus jeweils zwei endseitigen halben Taschen 10, 11 von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1, 1’ jeweils eine zusammengesetzte Tasche 10; 11 gebildet. Wenn alle Käfigsegmente 1, 1’, 1* eines Wälzlagerkäfigs 22 auf Block aneinander gereiht beziehungsweise zusammengeschoben sind, bilden diese unter Nutzung der in den halben Taschen 10, 11 aufgenommenen Wälzkörper 7a, 7c einen axial stützenden Seitenrand. Diese Wälzkörper 7a, 7c wirken dabei wie Verbindungsmittel zwischen den jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1, 1’, 1*.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Käfigsegment (erste Ausführungsform)
    1’
    Benachbartes Käfigsegment (erste Ausführungsform)
    1*
    Käfigsegment (zweite Ausführungsform)
    2
    Erste Seitenplatte
    3
    Zweite Seitenplatte
    4
    Erster Steg
    5
    Zweiter Steg
    6
    Drehachse eines Wälzkörpers
    7a, 7b, 7c
    Wälzkörper im Käfigsegment 1
    7b’, 7c’
    Wälzkörper im Käfigsegment 1’
    8
    Tasche
    9
    Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers
    10
    Erste halbe Tasche eines Käfigsegments
    11
    Zweite halbe Tasche eines Käfigsegments
    12a, 12b
    Radiale Führungselemente an der ersten Seitenplatte
    13a, 13b
    Radiale Führungselemente an der zweiten Seitenplatte
    14a
    Laufbahn am Innenring
    14b
    Laufbahn am Außenring
    16
    Innenring des Zylinderrollenlagers
    17
    Außenring des Zylinderrollenlagers
    18a, 18b
    Bohrungen
    18c, 18d
    Bohrungen
    19a, 19b
    Bohrungen
    19c, 19d
    Bohrungen
    20
    Drehachse des Zylinderrollenlagers
    21
    Zylinderrollenlager
    22
    Käfig, Wälzlagerkäfig
    23
    Tangente
    24
    Tangente
    27
    Drehachse des Zylinderrollenlagers
    28
    Radiale Ausnehmung an der ersten Seitenplatte
    29
    Radiale Ausnehmung an der zweiten Seitenplatte
    30a, 30a’
    Erster freier Schenkel an der ersten Seitenplatte
    30b, 30b’
    Zweiter freier Schenkel an der ersten Seitenplatte
    30c, 30c’
    Erster freier Schenkel an der zweiten Seitenplatte
    30d, 30d’
    Zweiter freier Schenkel an der zweiten Seitenplatte
    33
    Radiale Tangente am freien Ende von des Schenkels 30c
    34
    Radiale Tangente am freien Ende von des Schenkels 30d
    35, 35’
    Gedachte radiale Verlängerung des Stegs 4, 4’
    36, 36’
    Gedachte radiale Verlängerung des Stegs 5, 5’
    40
    Vorsprung am Schenkel 30a
    41
    Vorsprung am Schenkel 30b
    42
    Vorsprung am Schenkel 30c
    43
    Vorsprung am Schenkel 30d
    44
    Taschenseitiger Vorsprung an der ersten Seitenplatte 2
    45
    Taschenseitige Vorsprung an der zweiten Seitenplatte 3
    46, 47
    Taschenseitige Vorsprünge an dem ersten Steg 4
    48, 49
    Taschenseitige Vorsprünge an dem zweiten Steg 5
    50, 51
    Halbtaschenseitige Vorsprünge an dem ersten Steg 4
    52, 53
    Halbtaschenseitige Vorsprünge an dem zweiten Steg 5
    55, 55’
    Freie Ende des Schenkels 30a; 30a’
    56, 56’
    Freie Ende des Schenkels 30b; 30b’
    57, 57’
    Freie Ende des Schenkels 30c; 30c’
    58, 58’
    Freie Ende des Schenkels 30d; 30d’
    α
    Teilungswinkel
    β1
    Erster Kröpfungswinkel
    β2
    Zweiter Kröpfungswinkel
    L1
    Länge der Tasche 8
    L2
    Länge des freien Schenkels 30c
    L3
    Länge des freien Schenkels 30d
    S
    Gesamtumfangsspiel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009016017 B4 [0004]
    • DE 102012223316 B3 [0005]
    • DE 102011087864 A1 [0006]
    • DE 102013207301 A1 [0008, 0008]
    • DE 102013220833 A1 [0008, 0008, 0009]
    • DE 102015200381 A1 [0009]
    • DE 102015206533 A1 [0010]
    • DE 102009037422 A1 [0011]
    • EP 2264325 A1 [0011]
    • DE 1026577 A1 [0011]
    • WO 2012076583 A1 [0011]
    • DE 102015219277 [0013, 0014, 0016, 0018, 0021, 0022, 0023]

Claims (10)

  1. Käfigsegment (1, 1’, 1*) eines Zylinderrollenlagers (21), welches zwei Seitenplatten (2, 3; 2’, 3’) und zwei Stege (4, 5; 4’, 5’) aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten (2, 3; 2’, 3’) sowie die Stege (4, 5; 4’, 5’) eine vollständige Tasche (8) zur Aufnahme eines Wälzkörpers (7b) bilden, bei dem sich die Stege (4, 5; 4’, 5’) parallel zur Drehachse (6) der Wälzkörper (7a, 7b, 7c) des Zylinderrollenlagers (21) erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten (2, 3; 2’, 3’) beiderseits der vollständigen Tasche (8) in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) mit jeweils einem freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’) soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel (30a, 30c; 30b, 30d; 30a’, 30c’; 30b’, 30d’) zusammen mit einem der beiden Stege (4, 5; 4’, 5’) jeweils eine halbe Tasche (10, 11) zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers (7a, 7c) bilden, und bei dem die freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’) in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) weisend unter einen Kröpfungswinkel (β1, β2) nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4, 5; 4’, 5’) gemäß dem Teilungswinkel (α) des Zylinderrollenlagers (21) voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21) trifft, und dass in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) gesehen die Länge (L2, L3) der jeweiligen freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’) gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper (7a, 7b, 7c).
  2. Käfigsegment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kröpfung der Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a’, 30b’, 30c’, 30d’) kreisbogenförmig ausgebildet ist, und dass deren Krümmungsradius einem Teilkreises entspricht, welcher gedacht radial mittig zwischen der Laufbahn (14a) eines Innenringes (16) und der Laufbahn (14b) eines Außenringes (17) des Zylinderrollenlagers (21) angeordnet ist.
  3. Käfigsegment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (55, 56, 57, 58) der Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) jeweils plan ausgebildet ist, und dass eine gedachte, nach radial innen gerichtete Tangente (33, 34) am freien Ende (55, 56, 57, 58) der jeweiligen Schenkel die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21) trifft.
  4. Käfigsegment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (55’, 56’, 57’, 58’) der Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) jeweils konvex ausgebildet ist, und dass eine gedachte Tangente (23, 24), welche sich von dem Ort der weitesten Ausdehnung des konvexen Endes (55’, 56’, 57’, 58’) des jeweiligen Schenkels (30a, 30b, 30c, 30d) nach radial innen erstreckt, die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21) trifft.
  5. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den taschenseitigen und/oder halbtaschenseitigen Flächen der Seitenplatten (2, 3), der freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) und/oder der Stege (4, 5) hervorstehende, stabförmige Vorsprünge (40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53) mit endseitigen Anlaufflächen ausgebildet sind, an denen die in der jeweiligen vollständigen Tasche (8) oder halben Tasche (10, 11) angeordneten Wälzkörper (7a, 7b, 7c) anlaufen können.
  6. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere dieser Käfigsegmente (1, 1’, 1*) zur Bildung eines Käfigs (22) in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) unmittelbar hintereinander sowie mit einem Gesamtumfangsspiel (S) zueinander angeordnet sind, wobei die beiden halben Taschen (10, 11) eines Käfigsegments (1) zusammen mit den jeweils benachbarten halben Taschen (10, 11) der unmittelbar benachbarten Käfigsegmente (1’) jeweils eine vollständige, jedoch geteilte Tasche des Käfigs (22) bilden.
  7. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten (2, 3) sowie die freie Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) nach radial außen und/oder nach radial innen hervorstehende Führungselemente (12a, 12b; 13a, 13b) aufweisen, welche als abgerundete Gleitflächen zum Abstützen an einer Ringfläche eines Innenrings (16) oder Außenrings (17) des Zylinderrollenlagers (21) ausgebildet sind.
  8. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten (2, 3), die freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) und/oder die Stege (4, 5) als Bohrungen (18a, 18b, 18c, 18d; 19a, 19b, 19c, 19d) oder radiale Ausnehmungen (28, 29) ausgebildete Schmiermittelzuführungen aufweisen, wobei die freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) wenigstens jeweils eine dieser Bohrungen (18a, 18d; 19a, 19d) aufweisen.
  9. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der vollständigen Tasche (8) und der beiden halben Taschen (10, 11) derart sind, dass die Wälzkörper (7a, 7b, 7c) dort jeweils mit einem Taschenspiel angeordnet sind.
  10. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kröpfungswinkel (β1, β2) einschließlich der Bereichsgrenzen 1° bis 20° beträgt.
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