DE19839486A1 - Radial roller bearings - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager mit wenigstens einem Laufring, in dessen umlaufender Ringnut ein aus einzelnen Segmenten gebildeter Käfig frei drehbar geführt ist.The invention relates to a radial roller bearing with at least one race, in whose circumferential annular groove is a cage formed from individual segments is freely rotatable.
Ein derartiges Radialwälzlager ist aus der DE 33 00 655 A1 vorbekannt. Die in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigten Lager bestehen aus einem Innen- und einem Lageraußenring, zwischen denen auf zugehörigen Laufbahnen Wälzkörper abrollen. Der Innen- oder der Außenring ist mit einer umlaufen den Nut in der Laufbahn versehen, in der die Käfigsegmente geführt wer den, in deren Taschen Wälzkörper eingebracht sind. Hierbei ist von Nach teil, daß bei Rotation des Lagers die einzelnen Käfigsegmente aneinander stoßen und so für einen unruhigen Lauf des Lagers sorgen.Such a radial roller bearing is previously known from DE 33 00 655 A1. The bearings shown in FIGS . 1, 3 and 4 consist of an inner and a bearing outer ring, between which rolling elements roll on associated raceways. The inner or outer ring is provided with a circumferential groove in the raceway in which the cage segments are guided, who have rolling elements inserted in their pockets. It is part of after that the rotation of the bearing, the individual cage segments abut each other and thus ensure an uneven running of the bearing.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Laufverhalten eines in einer umlaufenden Ringnut geführten und aus Segmenten zusammenge setzten Käfigs zu verbessern.The invention is therefore based on the object, the running behavior of a a circumferential annular groove and made up of segments set to improve cage.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Segmente formschlüssig derart mitein ander verbunden sind, daß ein an einer Seite des einen Segmentes befind licher Vorsprung in eine an einer gegenüberliegenden Seite des anderen Segmentes befindliche Ausnehmung eingreift, wobei der Formschluß durch axiales Ineinanderfügen der Segmente außerhalb der Ringnut hergestellt ist und die Segmente durch einen zwischen ihnen vorhandenen Freiraum in nerhalb der Ringnut in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbar sind.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the segments positively with each other are connected that one is on one side of one segment Licher projection in one on an opposite side of the other Segment located recess engages, the positive connection through axial interlocking of the segments is made outside the annular groove and the segments through a space between them in are mutually displaceable in the circumferential direction within the annular groove.
Durch den Formschluß aller Segmente entsteht gleichsam ein Scheibenkä fig. Ein Lager mit diesem Käfig zeichnet sich durch hohe dynamische und statische Tragzahlen sowie hohe Grenzdrehzahlen aus, da selbst gegen über vollrolligen Lagern nahezu die gleiche Anzahl von Wälzkörpern unter gebracht werden kann. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß dieser aus Seg menten zusammengesetzte und doch stabile Käfig keine gesprengten La gerringe mehr erfordert, da er ohne Schwierigkeiten in die Nut eines eintei ligen Lagerringes eingesetzt werden kann. Dies erfolgt derart, daß in Ab hängigkeit von der Größe des Lagers zunächst außerhalb der Ringnut bis auf ein oder zwei Segmente diese zu einem Käfig zusammengesetzt wer den. Dies geschieht so, daß ein am Segment befindlicher Vorsprung in die Ausnehmung eines Nachbarsegmentes axial eingeschoben wird. Dieser bis auf ein oder zwei Segmente unvollständig zusammengesetzte Käfig wird nun in die Ringnut des Lagerringes eingesetzt. Anschließend werden die beiden Segmente an den beiden Enden des Käfigs in Umfangsrichtung in der Nut voneinander wegbewegt, so daß der Abstand zwischen ihnen grö ßer wird. Dies ist möglich, da sich im verbundenen Zustand der Segmente ein Freiraum zwischen Vorsprung und Ausnehmung befindet. Durch das Zusammenschieben der Segmente ragen Vorsprung und Ausnehmung der letzten beiden Segmente so weit aus der Ringnut hervor, daß die den Kreis verbindenden Abschlußsegmente in axialer Richtung über der Ringnut bzw. über der Laufbahn liegend eingeschoben werden können. Danach wird der zusammengesetzte Scheibenkäfig wieder aufgeweitet und in die Ringnut eingeschoben, bevor abschließend die Wälzkörper eingesetzt werden. Durch das Einsetzen der Wälzkörper schließlich wird eine relativ stabile Ausgestaltung des aus vielen Segmenten zusammengesetzten Käfigs er reicht.The form-fit of all segments creates a disc box fig. A bearing with this cage is characterized by high dynamic and static load ratings as well as high speed limits, because even against Almost the same number of rolling elements under full complement bearings can be brought. Another advantage is that this from Seg menten composite and yet stable cage no blown up La gerring requires more, since it easily fits into the groove of a part current bearing ring can be used. This is done in such a way that in Ab dependency on the size of the bearing initially outside of the ring groove on one or two segments who put them together into a cage the. This happens so that a projection located on the segment in the Recess of a neighboring segment is inserted axially. This one up cage is incompletely assembled on one or two segments now inserted in the ring groove of the bearing ring. Then the two segments at the two ends of the cage in the circumferential direction in the groove moved away from each other so that the distance between them increased gets better. This is possible because the segments are connected there is a space between the projection and the recess. By the Pushing the segments together protrudes and recesses the last two segments so far out of the ring groove that the circle connecting end segments in the axial direction over the annular groove or can be inserted lying above the track. Then the assembled disc cage widened again and into the ring groove inserted before the rolling elements are finally inserted. By inserting the rolling elements, it becomes a relatively stable one Design of the cage composed of many segments enough.
Der Vorsprung und die zugehörige Ausnehmung des Segmentes können nun in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der Vorsprung in Umfangsrichtung zwei voneinander be abstandete, parallel zueinander verlaufende Flächen aufweist, die in zwei aufeinander zugeneigte Flächen übergehen, wobei diese mit zugehörigen Flächen in der Ausnehmung korrespondieren. Eine andere Art der Ausbil dung von Vorsprung und Ausnehmung geht aus Anspruch 3 hervor, nach dem diese kreisförmig ausgebildet sein sollen. Von besonders vorteilhafter Wirkung sind die im Anspruch 2 beschriebenen ebenen Flächen, da diese für eine besondere Stabilität des aus Segmenten zusammengesetzten Scheibenkäfig sorgen.The projection and the associated recess of the segment can now be designed in different ways. So according to claim 2 provided that the projection be two from each other in the circumferential direction spaced, parallel surfaces, which in two surfaces inclined towards one another, whereby these with associated Areas in the recess correspond. Another type of training Extension of projection and recess emerges from claim 3 which should be circular. Particularly advantageous Effect are the flat surfaces described in claim 2, since these for a special stability of the segment Take care of the disc cage.
Nach einem bevorzugten weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 soll die Ringnut im äußeren Lagerring angeordnet sein, der entweder kei ne Borde aufweist, d. h. bordlos ist oder einen oder zwei Außenborde be sitzt und die Wälzkörper sollen als Zylinderrollen ausgebildet sein. Ein bordloser Außenring beispielsweise hat den Vorteil, daß das Schleifen sei ner Laufbahn wesentlich vereinfacht ist. In diesem Fall müßte die axiale Führung der Wälzkörper entweder durch Borde eines zugehörigen Innen rings oder durch die Laufbahn selbst übernommen werden. Es fällt auch unter den Erfindungsgedanken, wenn der Käfig in einer Ringnut des inneren Laufringes geführt ist. Das Lager kann auch aus Außen- und Innenring be stehen, wobei die umlaufende Nut zur Führung des Käfigs bei einem sol chen Lager entweder im Innenring oder im Außenring vorhanden sein kann.According to a preferred further feature of the invention according to claim 4, the annular groove should be arranged in the outer bearing ring, which either does not ne ne Borde, d. H. is borderless or one or two outboards sits and the rolling elements should be designed as cylindrical rollers. On Bordless outer ring, for example, has the advantage that grinding is ner career is significantly simplified. In this case, the axial Guiding the rolling elements either through rims of an associated interior rings or through the career itself. It also falls under the inventive concept, if the cage in an annular groove of the inner Race is guided. The bearing can also be made of an outer and inner ring stand, the circumferential groove for guiding the cage at a sol Chen bearings can be either in the inner ring or in the outer ring.
Aus Anspruch 5 geht hervor, daß der Abstand der Trennteile der Segmente des Scheibenkäfigs in Umfangsrichtung geringfügig kleiner als der Durch messer der Wälzkörper ist. Dadurch ist sichergestellt, daß nach Einfedern der Wälzkörper in die einzelnen durch Segmente gebildeten Taschen diese nicht aus dem Käfig herausfallen können, d. h. das Lager montagefreund lich zusammengehalten ist.From claim 5 it appears that the distance between the separating parts of the segments of the disc cage in the circumferential direction slightly smaller than the through knife is the rolling element. This ensures that after compression the rolling elements into the individual pockets formed by segments cannot fall out of the cage, d. H. the bearing is easy to assemble is held together.
Dazu ist es wie im Anspruch 6 beschrieben erforderlich, daß, jeweils bezo gen auf einen Lagermittelpunkt, der Teilkreisradius R1 des Radialwälzlager größer als ein Radius R2 ist, der von den radialen Enden der Trennteile der Segmente gebildet ist.For this purpose, it is necessary, as described in claim 6, that each referring to a bearing center, the pitch circle radius R 1 of the radial roller bearing is greater than a radius R 2 , which is formed by the radial ends of the separating parts of the segments.
Schließlich geht aus Anspruch 7 hervor, daß die Segmente aus den ver schiedensten Werkstoffen gefertigt sein können, beispielsweise aus einem polymeren Werkstoff, aus Stahl, aus Messing oder aus Grauguß.Finally, it is apparent from claim 7 that the segments from the ver various materials can be made, for example from one polymeric material, steel, brass or cast iron.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläu tert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments tert.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 und 4 eine Seitenansicht eines aus Segmenten zu sammengesetzten Scheibenkäfigs, FIGS. 1 and 4 is a side view of a segmented to sammengesetzten disk cage,
Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Darstellung aus einem Scheibenkäfig gemäß Fig. 1 und Fig. 2 is a partially enlarged view of a disc cage according to FIGS. 1 and
Fig. 3 ein vergrößert dargestelltes einzelnes Segment. Fig. 3 shows an enlarged individual segment.
Der in den Fig. 1 und 4 vollständig dargestellte Scheibenkäfig setzt sich aus in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Segmenten 1, 2, 2.1, 2.2 und 19 zusammen, wobei jeweils ein Segment mit einem Vorsprung 3 in eine Ausnehmung 4 eines Nachbarsegmentes eingreift. Ein einzelnes Seg ment 1, 2, 2.1, 2.2, 19 besteht, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, aus einem den Vorsprung 3 und die Ausnehmung 4 verbindenden Rücken teil 5 und einem die Wälzkörper auf Abstand haltenden Trennteil 6. Da im vorliegenden Beispiel die Segmente 1, 2 in einer Ringnut 7 eines Außenrin ges geführt sind, ist das Rückenteil 5 dementsprechend konvex, d. h. nach außen gewölbt ausgebildet. Sind die Segmente 1, 2, 2.1, 2.2, 19 hingegen in der Ringnut 7 eines Innenringes geführt, muß das Rückenteil 5 dement sprechend konkav, d. h. nach innen gewölbt ausgebildet sein.The disc cage shown completely in FIGS. 1 and 4 is composed of segments 1 , 2 , 2.1 , 2.2 and 19 arranged one behind the other in the circumferential direction, each segment engaging with a projection 3 in a recess 4 of a neighboring segment. A single segment 1 , 2 , 2.1 , 2.2 , 19 consists, as can be seen in particular from FIG. 3, of a back part 5 connecting the projection 3 and the recess 4 and a separating part 6 keeping the rolling elements at a distance. Since in the present example the segments 1 , 2 are guided in an annular groove 7 of an outer ring, the back part 5 is accordingly convex, that is to say it is curved outwards. If the segments 1 , 2 , 2.1 , 2.2 , 19, on the other hand, are guided in the annular groove 7 of an inner ring, the back part 5 must be correspondingly concave, that is to say curved inwards.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind im verbundenen Zustand der Segmente 1, 2, 2.1, 2.2, 19 deren Vorsprung 3 und Ausnehmung 4 so auf einander abgestimmt, daß zwischen ihnen ein Freiraum 8 verbleibt, der ein Aufweiten bzw. ein Verkleinern des Durchmessers des Scheibenkäfigs zu läßt. Fig. 2 bzw. Fig. 3 ist weiter entnehmbar, daß der Vorsprung 3 zwei voneinander beabstandete, parallel zueinander verlaufende Flächen 9 und 10 aufweist, die in zwei aufeinander zugeneigte Flächen 11 und 12 überge hen, so daß an dieser Stelle eine Einschnürung gebildet ist. Mit diesen Flä chen 9, 10, 11 und 12 korrespondieren zugehörige Flächen 13, 14, 15 und 16 der Ausnehmung 4, die einen gleichartigen Verlauf aufweisen, d. h. ebenfalls parallel zueinander bzw. geneigt zueinander verlaufen. Im ver bundenen Zustand der Segmente liegen die Flächen 11 und 12 des Vor sprunges 13 an den Flächen 15 und 16 der Ausnehmung 4 an. Durch diese ebenen Anlageflächen ist sichergestellt, daß der aus den Segmenten 1, 2, 2.1, 2.2, 19 zusammengesetzte Scheibenkäfig eine besondere Stabilität aufweist. Wie die Fig. 2 weiter zeigt, werden Wälzkörper aufnehmende Taschen 17 durch voneinander in Umfangsrichtung beabstandete Trennteile 6 gebildet, die eine zahnförmige Gestalt aufweisen. Bezogen auf einen La germittelpunkt 18 ist der Teilkreisradius R1 des Radialwälzlagers größer als ein Radius R2, der von den radialen Enden der Trennteile 6 der Segmente 1, 2, 2.1, 2.2, 19 gebildet ist. Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, daß auch bei nicht vorhandenem Innenring die Wälzkörper nicht aus den Taschen 17 fallen können. Im starren Zustand ist der Scheibenkäfig dabei so ausgelegt, daß der Umfangsabstand von Trennteil 6 zu Trennteil 6 ge ringfügig kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper ist, so daß diese un ter elastischer Aufweitung der Trennteile 6 in die Taschen 17 eingefedert werden müssen.As can be seen in particular from FIG. 2, in the connected state of the segments 1 , 2 , 2.1 , 2.2 , 19 their projection 3 and recess 4 are coordinated with one another in such a way that a space 8 remains between them, which allows the space to widen or contract Diameter of the disc cage. Fig. 2 and Fig. 3 can also be seen that the projection 3 has two spaced, parallel surfaces 9 and 10 , the hen in two inclined surfaces 11 and 12 hen, so that a constriction is formed at this point . With these surfaces 9 , 10 , 11 and 12 correspond associated surfaces 13 , 14 , 15 and 16 of the recess 4 , which have a similar course, ie also parallel to each other or inclined to each other. In the connected state of the segments, the surfaces 11 and 12 of the jump 13 lie on the surfaces 15 and 16 of the recess 4 . These flat contact surfaces ensure that the disc cage composed of the segments 1 , 2 , 2.1 , 2.2 , 19 has particular stability. As FIG. 2 further shows, pockets 17 receiving rolling elements are formed by separating parts 6 which are spaced apart in the circumferential direction and which have a tooth-like shape. Based on a bearing center 18 , the pitch circle radius R 1 of the radial roller bearing is greater than a radius R 2 which is formed by the radial ends of the separating parts 6 of the segments 1 , 2 , 2.1 , 2.2 , 19 . This configuration ensures that the rolling elements cannot fall out of the pockets 17 even if the inner ring is not present. In the rigid state, the disc cage is designed so that the circumferential distance from the separating part 6 to the separating part 6 is slightly smaller than the diameter of the rolling elements, so that these un ter elastic expansion of the separating parts 6 must be deflected into the pockets 17 .
In Fig. 1 ist das Einsetzen des aus 13 Segmenten bestehenden Scheiben käfigs in die Ringnut 7 eines Lageraußenringes schematisch dargestellt. Dies erfolgt derart, daß zunächst außerhalb der Ringnut 7 die Segmente 1, 2, 2.1 und 2.2 zusammengefügt werden und anschließend der an einer Seite offene Ring in die Nut 7 eingelegt wird. Danach werden die beiden den Spalt begrenzenden Endsegmente 2.1 und 2.2 in Umfangsrichtung voneinander wegbewegt, das aufgrund des Freiraumes 8 möglich ist. Auf diese Weise wird erreicht, den Vorsprung 3 des Endsegmentes 2.1 und die Ausnehmung 4 des Endsegmentes 2.2 in Richtung des Lagermittelpunktes 18 zu bewegen, so daß das Schlußsegment 19 außerhalb der Ringnut 7 unter der Laufbahn des Außenringes liegend mit den Segmenten 2.1 und 2.2 durch axial es Einschieben verbunden werden kann. Danach wird auch das Schlußsegment 19 durch Aufweiten des gesamten Käfigs in die Nut 7 eingeführt. Nach dem Einsetzen sämtlicher Wälzkörper ist der Käfig in sei ner Endstellung gehalten, d. h. er kann als eine sich selbsttragende, feste und stabile Konstruktion angesehen werden. Anders ausgedrückt, wenn alle Wälzkörper eingesetzt sind, ist eine weitere Aufweitung des Käfigs nicht möglich. Diese wird verhindert durch die entsprechenden Anlageflächen 11, 12 bzw. 15, 16 von Vorsprung 3 und Ausnehmung 4.In Fig. 1, the insertion of the 13-segment disc cage into the annular groove 7 of an outer bearing ring is shown schematically. This is done in such a way that the segments 1 , 2 , 2.1 and 2.2 are first joined together outside the annular groove 7 and then the ring which is open on one side is inserted into the groove 7 . Then the two end segments 2.1 and 2.2 delimiting the gap are moved away from one another in the circumferential direction, which is possible due to the free space 8 . In this way it is achieved to move the projection 3 of the end segment 2.1 and the recess 4 of the end segment 2.2 in the direction of the bearing center 18 , so that the end segment 19 lying outside the annular groove 7 under the raceway of the outer ring with the segments 2.1 and 2.2 by axial it can be connected pushing in. Then the closing segment 19 is inserted into the groove 7 by widening the entire cage. After all rolling elements have been inserted, the cage is held in its end position, ie it can be regarded as a self-supporting, solid and stable construction. In other words, if all rolling elements are inserted, the cage cannot be expanded further. This is prevented by the corresponding contact surfaces 11 , 12 or 15 , 16 of the projection 3 and recess 4 .
Der in Fig. 4 aus Segmenten 1 und 2 zusammengesetzte Scheibenkäfig unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten lediglich durch die anders artig gestaltete konstruktive Anbindung von Vorsprung 3 und Ausnehmung 4. In letztgenannter Figur sind diese kreisförmig gestaltet. The disc cage composed of segments 1 and 2 in FIG. 4 differs from that shown in FIG. 1 only by the differently designed structural connection of the projection 3 and the recess 4 . In the latter figure, these are circular.
11
Segment
segment
22nd
Segment
segment
2.12.1
Endsegment
End segment
2.22.2
Endsegment
End segment
33rd
Vorsprung
head Start
44th
Ausnehmung
Recess
55
Rückenteil
Back part
66
Trennteil
Separating part
77
Ringnut
Ring groove
88th
Freiraum
free space
99
Fläche
area
1010th
Fläche
area
1111
Fläche
area
1212th
Fläche
area
1313
Fläche
area
1414
Fläche
area
1515
Fläche
area
1616
Fläche
area
1717th
Tasche
bag
1818th
Mittelpunkt
Focus
1919th
Schlußsegment
R1 Final segment
R 1
Teilkreisradius
R2 Pitch circle radius
R 2
Radius vom Lagermittelpunkt Radius from the center of the bearing
1818th
zu Trennteil to separating part
66
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