DE2906128A1 - Four point ball bearing cage segment - has rectangular shape with thickened portions forming guides each side of ball - Google Patents

Four point ball bearing cage segment - has rectangular shape with thickened portions forming guides each side of ball

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Abstract

The cage segment is for a four-point ball-bearing, esp. a large-dia. one where the balls run against wires. The cage is basically of rectangular shape, being narrower than the ball dia. in one direction, and protruding beyond in the other both ways. A single aperture (8) accommodates the ball, alongside which on each side in the peripheral direction are thickneded portions (9). These extend close to the races, in order to guide the segment.

Description

Käfigsegment für Vierpunktkugellager, insbesondere Draht-Cage segment for four-point ball bearings, especially wire

kugellager großen Durchmessers Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment für Vierpunktkugellager, insbesondere Drahtkugellager großen Durchmessers Für diesen Anwendungsfall sind als Flachkäfige ausgebildete Kunststoffäfige bekannt, die zur Erhöhung der Elastizität, die aus Montagegründen erforderlich ist, verschiedene Aussparungen aufweisen können. Es ist bekannt, solche Kunststoffkäfige endlos herzustellen, oder-sie auch als Einzelelemente für jeweils zwei aufeinanderfolgende Wälzkörper auszubilden, welche nicht miteinander verbunden sind Da diese Plachkäfige nicht wälzkörpergeführt sind, werden sie nur an wenigen Punkten, an welchen sie die Kugeln überragen, an den Kugellaufringen geführt und positioniert Die Flächen, an denen der Kafig gleitet, müssen deshalb sehr sorgfältig bearbeitet sein, was den Herstellungsaufwand beträchtlich erhöht Werden diese Anlaufflächen nicht mit relativ hoher Oberflächengüte ausgeführt, so zieht dies einen erhöhten Abrieb an dem Kunststoffkäfig nach sich. Bei den relativ ungünstigen Wand dickenverhältnissen solcher Flachkäfige kann schon ein verhältnismäßig geringer Abrieb dazu führen, daß sich der Käfig unter Belastung verschränkt und von den Kugeln überrollt wird Da diese bekannten Flachkäfige aufgrund der in den Kugellagern vorhandenen Bauräume nur sehr geringe Querschnitte aufweisen können, ist eine wirkungsvolle Verbindung einzelner Käfigsegmente untereinander nicht möglich. Es ist auch nicht möglich, mit diesen bekannten Flachkäfigen Einzelsegmente für nur einen einzigen Wälzkörper zu schaffen, die nicht miteinander verbunden werden sollen. Aufgrund der instabilen Lage solcher Segmente wäre die Gefahr des Abkippens und anschließenden Überrollens durch die Kugeln sehr hoch. Andererseits werden aber bei den hier in Betracht kommenden Kugellagern möglichst kleine Käfigsegmente angestrebt, da die Anordnung möglichst vieler kurzer Käfigsegmente auf dem Umfang des Drahtkugellagers trotz der Polygonbildung einen Käfig schafft, welcher der idealen Kreisform sehr nahe kommt.Large Diameter Ball Bearings The invention relates to a cage segment for four point ball bearings, especially large diameter wire ball bearings Plastic cages designed as flat cages are known which are used for Increasing the elasticity, which is necessary for assembly reasons, various May have recesses. It is known to manufacture such plastic cages endlessly, or they can also be used as individual elements for two consecutive rolling elements train, which are not connected to each other Since these plach cages are not are guided by rolling elements, they are only at a few points at which they the balls protrude, guided on the ball races and positioned The surfaces on which the cage slides must therefore be machined very carefully, which is the manufacturing effort These contact surfaces are not increased considerably with a relatively high surface quality executed, this leads to increased wear on the plastic cage. With the relatively unfavorable wall thickness ratios such flat cages can a relatively low abrasion lead to the fact that the cage is under load is entangled and rolled over by the balls As this known Flat cages are very small due to the space available in the ball bearings Can have cross-sections is an effective connection of individual cage segments not possible with each other. It is also not possible with these known flat cages To create individual segments for only a single rolling element that are not interrelated should be connected. Due to the unstable position of such segments, the The risk of tipping over and then rolling over by the balls is very high. On the other hand, however, with the ball bearings in question here, as possible aimed at small cage segments, since the arrangement of as many short cage segments as possible creates a cage on the circumference of the wire ball bearing despite the polygon formation, which comes very close to the ideal circular shape.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Käfigsegment zu schaffen, welches nur eine einzige Kugel aufnimmt, trotzdem eine stabile Lage beibehält und problemlos und sicher mit weiteren Käfigsegmenten verbunden werden kann.The object of the invention is to create a cage segment which takes only a single ball, nevertheless maintains a stable position and problem-free and can be securely connected to other cage segments.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Käfigsegment a) eine quaderförmige Grundform aufweist, b) in einem durch die Lagerachse gelegten Schnitt in seiner einen Ausdehnungsrichtung kleiner als der Kugeldurchmesser ist und in seiner anderen Ausdehnungsrichtung die Kugeln beiderseits überragt, c) eine einzige mittige Ausnehmung für die Aufnahme einer Kugel aufweist und d) in Umfangsrichtung des Lagers neben der Aufnahmeöffnung für die Kugel Verdickungen aufweist, die sich zur Führung des Käfigsegmentes bis nahe an die Kugellaufbahnen erstrecken.The invention solves this problem in that the cage segment a) has a cuboid basic shape, b) in one laid through the bearing axis Section in its one direction of extent is smaller than the ball diameter and in its other direction of expansion protrudes beyond the balls on both sides, c) one has a single central recess for receiving a ball and d) in the circumferential direction of the bearing next to the receiving opening for the ball has thickenings that are extend to guide the cage segment up to close to the ball races.

Auf diese Weise wird ein Käfigsegment geschaffen, welches bei Aufnahme nur einer einzigen Kugel durch die seitlich der Kugelaufnahmeöffnung vorgesehenen Verdickungen völlig sicher an den Kugellaufbahnen geführt wird, so daß ein Abkippen und Überrollen durch die Kugeln völlig ausgeschlossen ist. Die Verdickungen an den Enden des Käfigsegmentes bilden dort gleichzeitig einen so großen Querschnitt, daß die sichere und dauerhafte Verbindung aufeinanderfolgender Käfigsegmente problemlos möglich ist.In this way, a cage segment is created which at Acceptance of only a single ball through the one provided on the side of the ball receiving opening Thickenings are completely safely guided on the ball races, so that it can tilt and rolling over by the balls is completely excluded. The thickenings on the Ends of the cage segment at the same time form such a large cross section that the safe and permanent connection of successive cage segments without any problems is possible.

Die Unteransprüche geben besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung wieder.The subclaims give particularly useful developments of Invention again.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgendem näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch ein Drahtkugellager mit einem erfindungsgemäßen Käfigsegment, Fig. 2 und 3 perspektivische Darstellungen erfindungsgemäßer Käfigsegmente, Fig. 4 bis 6 Ansichten weiterer Ausführungen erfindungsgemäßer Käfigsegmente, Fig. 7 die Ansicht eines Käfigsegmentes mit formschlüssigen Verbindungsteilen, Fig. 8 die Ansicht eines elastischen Ausgleichsteiles, Fig. 9 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Käfigsegment im Bereich der Kugelaufnahmeöffnung und Fig. 10 einen Teil-Längsschnitt durch ein Drahtkugel lager mit einem gegenüber Figur 1 abgewandelten Käfigsegment.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and described in more detail below. They show: FIG. 1 a partial longitudinal section a wire ball bearing with a cage segment according to the invention, FIGS. 2 and 3 are perspective Representations of cage segments according to the invention, FIGS. 4 to 6 are views of further embodiments cage segments according to the invention, FIG. 7 shows the view of a cage segment with form-fitting Connecting parts, FIG. 8 the view of an elastic compensating part, FIG. 9 a cross section through a cage segment according to the invention in the area of the ball receiving opening and Fig. 10 is a partial longitudinal section through a wire ball bearing with an opposite Figure 1 modified cage segment.

In Figur 1 ist ein bekanntes Drahtkugellager dargestellt, bei dem in Ausnehmungen eines äußeren Tragringes 1 und eines inneren Tragringes 2, welcher aus Montagegründen geteilt ausgeführt ist, vier Laufdrähte 3 angeordnet sind, auf welchen Kugeln 4 abrollen. Die Kugeln 4 werden in gegenseitigem Abstand gehalten durch Kunststoff-Käfigsegmente 5, deren spezielle Gestaltung aus Figur 2 ersichtlich ist.In Figure 1, a known wire ball bearing is shown in which in recesses of an outer support ring 1 and an inner support ring 2, which is executed divided for assembly reasons, four running wires 3 are arranged on which balls 4 roll off. The balls 4 are kept at a mutual distance by plastic cage segments 5, the special design of which can be seen in FIG is.

Dieses Kunststoff-Käfigsegment 5 besteht aus dem quaderförmigen Grundkörper 6, welcher in seiner einen Ausdehnungsrichtung kleiner als der Kugeldurchmesser ist und in seiner anderen Ausdehnungsrichtung die Kugel beiderseits mit Stegen 7 überragt. Dieser Grundkörper 6 enthält eine mittige Aufnahmeöffnung 8 für die darin unterzubringende Kugel. In Umfangsrichtung des Lagers gesehen sind neben der Aufnahmeöffnung 8 zylindrische Verdickungen 9 vorgesehen, deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie sich bis nahe an die Kugellaufbahnen, also beispielsweise nahe an die Laufdrähte 3 gemäß Figur 1 erstrecken, um dadurch das Käfigsegment 5 eindeutig in einer stabilen Lage zu halten. Ein Verdrehen'des Käfigsegmentes um seine Längsachse wird durch die beiderseits die Kugel überragenden Stege 7 vermieden, welche - wie Figur 1 zeigt - in den Zwischenraum zwischen den beiden Tragringen 1 und 2 eingreifen.This plastic cage segment 5 consists of the cuboid base body 6, which in its one direction of expansion is smaller than the ball diameter is and in its other direction of expansion the ball on both sides with webs 7 towers. This base body 6 contains a central receiving opening 8 for the therein ball to be accommodated. Seen in the circumferential direction of the bearing are next to the receiving opening 8 cylindrical thickenings 9 are provided, the diameter of which is chosen so that they are close to the ball tracks, for example close to the running wires 3 extend according to Figure 1, thereby the cage segment 5 clearly in a stable Able to hold. A twisting of the cage segment around its longitudinal axis is achieved the webs 7 protruding above the ball on both sides avoided, which - as FIG. 1 shows - Reach into the space between the two support rings 1 and 2.

In Figur 3 ist eine Variante der Figur 1 dargestellt bei der die zylindrischen Verdickungen an den Enden des Segmentes auf halbzylindrische Verdickungen 10 reduziert wurden. Die Zeichnung zeigt deutlich, daß beim Aneinanderfügen mehrerer derartiger Segmente sich benachbarte Segmente im Bereich dieser halbzylindrischen Verdickungen 10 überdecken, wodurch aufeinanderfolgende Kugeln näher aneinanderrücken können.In Figure 3, a variant of Figure 1 is shown in which the cylindrical Thickenings at the ends of the segment are reduced to semi-cylindrical thickenings 10 became. The drawing clearly shows that when several such Segments adjacent segments in the area of these semi-cylindrical thickenings 10 cover, whereby successive balls can move closer together.

Je nach der Anzahl der Kugeln, die in einem Lager untergebracht werden sollen, kann also die eine oder andere Ausführungsform benutzt werden.Depending on the number of balls that are housed in a warehouse one or the other embodiment can be used.

In Figur 4 weisen die beiderseits der Kugel 4 angeordneten Verdickungen 11 halbkugelige Form auf, während sie in der Ausführung nach Figur 5 als Kugelabschnitte 12 ausgebildet sind. In Figur 6 ist eine Variante der Figur 5 dargestellt, wobei an den Kugelabschnitten 12 einerseits schwalbenschwanzförmige Vorsprünge 13 und andererseits, entsprechende Ausnehmungen la vorgesehen sind, wodurch eine sichere formschlüssige Verbindung aufeinanderfolgender Segmente gewährleistet ist.In FIG. 4, the thickenings arranged on both sides of the ball 4 have 11 hemispherical shape while in the Execution according to figure 5 are designed as spherical sections 12. In Figure 6 is a variant of the figure 5 shown, on the one hand dovetail-shaped on the spherical sections 12 Projections 13 and on the other hand, corresponding recesses la are provided, whereby a secure form-fitting connection of successive segments is guaranteed is.

Eine Variante für eine formschlüssige Verbindung aufeinanderfolgender Segmente ist in Figur 7 dargestellt. Dabei ist der Grundkörper 6 des Käfigsegmentes am einen Ende mit einer zylindrischen Verdickung 15 versehen, die in einer stirnseitig offenen Sackbohrung die umlaufende. Nut 16 aufweist. Am anderen Ende besitzt der Grundkörper 6 eine zylindrische Verdickung mit so kleinerem Durchmesser, daß sie in die Sackbohrung der zylindrischen Verdickung 16 paßt.A variant for a form-fitting connection of consecutive Segments is shown in FIG. The base body 6 is the cage segment provided at one end with a cylindrical thickening 15, which is in an end face open blind hole the circumferential. Has groove 16. At the other end, he owns Base 6 has a cylindrical thickening with such a smaller diameter that it fits into the blind hole of the cylindrical thickening 16.

Diese zylindrische Verdickung 17 weist an ihrem Umfang einen umlaufenden Vosprung 18 auf, welcher geeignet ist, unter elastischer Verformung in die Nut 16 der zylindrischen Verdickung 15 einzuschnappen und damit eine zuverlässige formschlüssige Verbindung zu bilden.This cylindrical thickening 17 has a circumferential on its circumference Projection 18, which is suitable to be elastically deformed into the groove 16 snap the cylindrical thickening 15 and thus a reliable form-fitting To form connection.

Die Figur 8 zeigt ein Ausgleichselement, welches zu dem Käfigsegment gemäß Figur 7 paßt. Hat man eine Anzahl der Käfigsegmente nach Figur 7 miteinander verbunden, so ergibt, sich eine Käfigkette für ein Lager eines bestimmten Durchmessers, welche jedoch aus Toleranzgründen an ihren beiden Enden nicht geschlossen werden kann. Zur Überbrückung dieser Toleranz dient das in Figur 8 dargestellte Ausgleichselement, welches wie das Käfigsegment gemäß Figur 7 am einen Ende eine zylindrische Verdickung 15 und am anderen Ende eine zylindrische Verdickung 17 aufweist, welche völlig identisch wie bei den Käfigsegmenten nach Figur 7 ausgebildet sind. Diese beiden zylindrischen Verdickungen sind durch eine Schraubenfeder 19 miteinander verbunden. Diese Schraubenfeder kann aus Metall bestehen und in die zylindrischen Verdickungen aus Kunststoff eingespritzt sein. Es ist jedoch auch denkbar, ein geeignetes Federelement einstückig mit den beiden zylindrischen Verdickungen aus Kunststoff zu spritzen.FIG. 8 shows a compensating element which is part of the cage segment according to Figure 7 fits. If you have a number of the cage segments according to Figure 7 with one another connected, it results in a cage chain for a bearing of a certain diameter, which, however, are not closed at both ends for reasons of tolerance can. The compensation element shown in Figure 8 serves to bridge this tolerance, which, like the cage segment according to FIG. 7, has a cylindrical thickening at one end 15 and at the other end has a cylindrical thickening 17 which is completely identical are designed as in the case of the cage segments according to FIG. These two cylindrical Thickenings are connected to one another by a helical spring 19. This coil spring can be made of metal and injected into the cylindrical thickened areas made of plastic be. However, it is also conceivable to have a suitable spring element in one piece with the two To inject cylindrical thickenings made of plastic.

Figur 9 zeigt in einem Schnitt durch die Kugelaufnahmeöffnung die Möglichkeit, im Bereich der Begrenzung dieser Aufnahmeöffnung elastische, der Kugelkontur angepaßte Lappen 20 vorzusehen, welche die Kugel 4 in der Aufnahmeöffnung gegen Herausfallen halten. Eine solche Gestaltung ist zweckmäßig, weil die Kugel 4 sicher in dem Käfigsegment gehalten ist und gemeinsam mit diesem gehandhabt werden kann, was den Einbau in das Kugellager erleichtert.Figure 9 shows in a section through the ball receiving opening Possibility of elastic, spherical contour in the area of the delimitation of this receiving opening Provide adapted tabs 20, which the ball 4 in the receiving opening against Keep falling out. Such a design is useful because the ball 4 is secure is held in the cage segment and can be handled together with this, which facilitates the installation in the ball bearing.

In Figur 10 ist schließlich eine Variante gegenüber Figur 1 dargestellt, bei der der Schnitt durch eine Verdickung des Käfigsegmentes 5 gelegt ist. Die Figur läßt erkennen, daß diese Verdickung 21 derart unrund ausgebildet ist, daß sie mit seitlichen Vorsprüngen 22 zwischen jeweils zwei Laufdrähte 3 in der Weise eingreift, daß dadurch eine Sicherung gegen Verdrehen des Käfigsegmentes 5 um seine Längsachse vermieden wird. Es wird damit also sichergestellt, daß die Stege 7 des Käfigsegmentes 15 stets außer Kontakt mit den benachbarten Flächen der Tragringe 1 und 2 bleiben, wodurch an diesen Stellen Verschleiß mit Sicherheit vermieden wird.Finally, FIG. 10 shows a variant compared to FIG. 1, in which the section is made through a thickening of the cage segment 5. The figure shows that this thickening 21 is so out of round that it is with lateral projections 22 between two running wires 3 engages in such a way that thereby securing against rotation of the cage segment 5 about its longitudinal axis is avoided. It is thus ensured that the webs 7 of the cage segment 15 always stay out of contact with the adjacent surfaces of the support rings 1 and 2, whereby wear is definitely avoided at these points.

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Claims (10)

Ansprüche Käfigsegment für Vierpunktkugellager, insbesondere Drahtkugellager großen Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß es a) eine quaderförmige Grundform aufweist, b) in einem durch die Lagerachse gelegen Schnitt in seiner einen Ausdehnungsrichtung kleiner als der Kugeldurchmesser ist und in seiner anderen Ausdehnungsrichtung die Kugel (4) beiderseits überragt, c) eine einzige mittige Aufnahmeöffnung (8) für die Kugel (4) aufweist und d) in Umfangsrichtung des Lagers neben der Aufnahmeöffnung (8) für die Kugel (4) Verdickungen (9, 10, 11, 12, 15) aufweist, die sich zur Führung des Käfigsegmentes bis nahe an die Kugellaufbahnen erstrecken. Claims Cage segment for four-point ball bearings, especially wire ball bearings large diameter, characterized in that it a) a cuboid basic shape has, b) in a section located through the bearing axis in its one direction of extension is smaller than the ball diameter and in its other direction of extent the Ball (4) protrudes on both sides, c) a single central receiving opening (8) for has the ball (4) and d) in the circumferential direction of the bearing next to the receiving opening (8) for the ball (4) thickenings (9, 10, 11, 12, 15), which are used for guidance of the cage segment extend close to the ball races. 2. Käfigsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (9, 10, 11, 12, 15) kreisförmigen Querschnitt besitzen, dessen Durchmesser maximal gleich dem Kugeldurchmesser ist. 2. cage segment according to claim 1, characterized in that the Thickenings (9, 10, 11, 12, 15) have a circular cross-section, the diameter of which is at most equal to the ball diameter. 3. Käfigsegment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (9, 15) zylindrisch ausgebildet sind. 3. cage segment according to claim 2, characterized in that the Thickenings (9, 15) are cylindrical. 4. Käfigsegment nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Zylinders (9, 15) abgerundet sind. 4. cage segment according to claim 3, characterized in that the Edges of the cylinder (9, 15) are rounded. 5. Käfigsegment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen als Halbkugeln (11) oder Kugelabschnitte (12) ausgebildet sind, deren Planflächen mit dem größten Durchmesser an den Enden des Segmentes liegen. 5. cage segment according to claim 2, characterized in that the Thickenings are designed as hemispheres (11) or spherical sections (12), the Flat surfaces with the largest diameter are at the ends of the segment. 6. Käfigsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem einen Ende Ausnehmungen (14, 16) und an seinem anderen Ende entsprechende Vorsprünge (13, 18) vorgesehen sind, so daß aufeinanderfolgende Segmente formschlüssig verbindbar sind. 6. cage segment according to one of claims 1 to 5, characterized in that that at its one end recesses (14, 16) and corresponding at its other end Projections (13, 18) are provided so that successive segments form-fit are connectable. 7. Käfigsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Segmentes die einerseits einer quer zur Lagerachse verlaufenden, durch die Kugelmittelpunkte gehenden Ebene liegenden Teile der Verdickungen entfallen, so daß aufeinanderfolgende Segmente sich in diesen Bereichen überlappen. 7. cage segment according to one of claims 1 to 4, characterized in that that at both ends of the segment on the one hand a transverse to the bearing axis, Parts of the thickenings lying through the plane passing through the centers of the spheres are omitted, so that successive segments overlap in these areas. 8. Käfigsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen in einem durch die Lagerachse gelegten Schnitt einen von der Kreisform derart abweichenden Querschnitt besitzen, daß sie zwischen den Kugellaufbahnen über den Kugeldurchmesser vortreten, um ein Kippen des Segmentes um seine Längsachse zu vermeiden. 8. cage segment according to claim 1, characterized in that the Thickenings in a section laid through the bearing axis have a circular shape have such a different cross-section that they have between the ball races the ball diameter step forward to tilt the segment about its longitudinal axis to avoid. 9. Käfigsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung für die Kugel (4) so von elastischen, der Kugelkontur angepaßten Lappen (20) begrenzt ist, daß die Kugel (4) in der Aufnahmeöffnung gegen Herausfallen gehalten ist. 9. cage segment according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the receiving opening for the ball (4) so of elastic, the Ball contour adapted tab (20) is limited that the ball (4) in the receiving opening is held against falling out. 10. Käfigkette, die aus formschlüssig miteinander verbundenen Käfigsegmenten nach Anspruch 6 gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den benachbarten Enden der Käfigkette zum Ausgleich von Toleranzen ein Ausgleichselement eingesetzt ist, das aus zwei Endteilen (15, 17) besteht, von denen entsprechend den Käfigsegmenten eines Ausnehmungen (16) und das andere Vorsprünge (18) aufweist, und die durch ein Federelement (19) miteinander verbunden sind.10. Cage chain, which consists of positively interconnected cage segments is formed according to claim 6, characterized in that between the adjacent A compensating element is used at the ends of the cage chain to compensate for tolerances is, which consists of two end parts (15, 17), of which corresponding to the cage segments one has recesses (16) and the other projections (18), and through a Spring element (19) are connected to one another.
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