WO2006094661A1 - Kegelrollenlager mit am innenring geführten käfigsegmenten - Google Patents

Kegelrollenlager mit am innenring geführten käfigsegmenten Download PDF

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inner ring
rolling
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Günter Neder
Alfred Schwappach
Matthias Gessendorfer
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Ab Skf
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/31—Wind motors

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing and a mounting unit for a rolling bearing.
  • Rolling bearings are often equipped with cages for receiving the rolling elements. Especially with rolling bearings of large dimensions and cages are used which have a plurality of cage segments.
  • a rolling bearing with a segmented cage is known for example from US 2 071 797.
  • a tapered roller bearing with an inner ring, an outer ring, a series of tapered rollers and spacers between the tapered rollers known.
  • the inner ring has at the ends of its conical raceway rings with annular grooves, wherein one of the rings is removable.
  • the spacers are concave in shape at their sides and have at their ends projections which extend into the grooves of the rings and are slidably guided there.
  • a tapered roller bearing with a one-piece cage is known in which no shoulder is provided on the side of the small diameter of the inner ring. At an outer peripheral portion on the side of the larger diameter, a shoulder is formed.
  • the cage has radially inwardly bent and tapered projections, which with a Engages engagement portion of the shoulder so that takes place during rotation of the bearing no contact with the shoulder.
  • DE 37 23 168 C2 also discloses a tapered roller bearing with a one-piece cage.
  • the cage has on the side of its smaller diameter elastic projections. The projections engage with bias behind the small board of the inner ring and support the cage axially.
  • a cage for a rolling bearing which has a plurality of circumferentially juxtaposed segments.
  • the segments are made of plastic and each have two circumferentially extending circumferential webs and at least two connecting webs, which connect the two circumferential webs together and form together with the peripheral webs at least one pocket for receiving a rolling element.
  • the invention is based on the invention, a roller bearing with a segmented cage in such a way that the equipped with rolling elements cage segments are captively fixed to the inner ring of the bearing.
  • the rolling bearing according to the invention has an inner ring with a frustoconical inner race, which is bounded laterally by a first board and a second board. Furthermore, the rolling bearing according to the invention, an outer ring with a frustoconical outer raceway. Rolling elements roll off between the inner raceway and the outer raceway.
  • the rolling bearing according to the invention has cage segments, which are lined up in the circumferential direction and equipped with the rolling elements. The equipped with the rolling elements cage segments are fixed in the region of the first board by the cage segments and in the region of the second board by the rolling elements captive on the inner ring.
  • the rolling bearing according to the invention has the advantage that the assembly of the rolling bearing is considerably facilitated with a reasonable effort. It is particularly advantageous that the fixation by the Käf ⁇ gsegmente takes place only in the region of one of the two shelves.
  • the inner raceway has its maximum diameter in an area adjoining the first board and its maximum diameter in an area adjoining the second board.
  • the first board and the second board can be integrally formed with the inner ring, since it is not necessary in the invention to make the shelves removable.
  • the cage segments and the inner ring may engage each other in the area of the first shelf of the inner ring.
  • This has the advantage that a reliable fixation of the cage segments is ensured on the inner ring. It is particularly advantageous if the cage segments do not touch the inner ring with mounted outer ring in the region of the engagement. In this way, negative effects on the operation of the rolling bearing according to the invention can be avoided.
  • the inner ring in the region of the first board has a recess extending in the circumferential direction, engage in the projections of the cage segments.
  • the recess is preferably open to the rolling elements. Accordingly, the projections of the cage segments preferably extend parallel to the axial direction of the rolling elements. Such a geometry can be realized with relatively little effort.
  • the projections of the cage segments recess opens into the recess.
  • the projections of the cage segments can be easily inserted into the recess.
  • the projections are preferably formed on circumferentially extending webs of the cage segments.
  • the cage segments are not connected to each other and thus displaced relative to each other, so that a deformation and a resulting increased friction and increased wear can be avoided.
  • they can each be equipped with several rolling elements.
  • the handling of the fitted with rolling cage segments can be facilitated by the rolling elements are held captive by the cage segments.
  • the rolling elements can be arranged in receiving pockets of the cage segments.
  • the receiving pockets allow a secure mounting of the rolling elements and a reliable guidance of the cage segments on the rolling elements.
  • guide surfaces for guiding the cage segments may be formed on the rolling elements. Using these guide surfaces, the guiding conditions can be specified precisely, thereby meeting high quality requirements and achieving a long service life. It is particularly cost effective if the cage segments are made of plastic. This further has the advantage of a relatively low weight of the cage segments and allows a large variety of shapes.
  • the rolling bearing according to the invention may be formed multi-row. In particular, it is designed as a tapered roller bearing.
  • the invention further relates to a mounting unit for a rolling bearing.
  • the mounting unit according to the invention has an inner ring with a truncated cone-shaped inner raceway, the side by a first board and a second board is limited.
  • the assembly unit according to the invention has rolling elements which roll on the inner raceway and cage segments, which are lined up in Urnfangsraum and equipped with the rolling elements.
  • the equipped with the rolling elements cage segments are fixed in the region of the first board by the cage segments and in the region of the second board by the rolling elements captive on the inner ring.
  • Figure 2 shows an embodiment of a cage segment in perspective
  • FIG 3 shows the embodiment of the cage segment of Figure 2 in a sectional view.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the rolling bearing according to the invention fragmentary in section.
  • the rolling bearing is designed as a double-row tapered roller bearing and serves, for example, the rotatable mounting of a rotor of a wind turbine.
  • the rolling bearing has two axially juxtaposed inner rings 1, an outer ring 2, 3 rolling elements and cage segments 4.
  • FIG. 1 only one of the two inner rings 1 is shown completely, so that the description below refers in each case to this inner ring 1.
  • the inner ring 1 has a frustoconical inner raceway 5, on which the rolling elements 3 roll.
  • the Outer ring 2 via a truncated cone-shaped outer raceway 6, so that the rolling elements 3 roll between the inner race 5 and the outer race 6.
  • a holding board 7 is integrally formed laterally next to the inner race 5 with the inner ring 1, which projects beyond the inner race 5 and thus constitutes a stop for the rolling elements 3.
  • the truncated cone-shaped rolling elements 3 rest with their small end faces 8 on a contact surface 9 of the holding board 7, which is oriented perpendicular to the inner race 5.
  • the holding board 7 is relevant only when the rolling bearing is stationary, since the rolling elements 3 are displaced in a rotational movement toward the region of the maximum diameter of the inner raceway 5.
  • a starting board 10 is formed integrally with the inner ring 1.
  • the rolling elements 3 run with their large end face 11 against a contact surface 12 of the infeed board 10.
  • the contact surface 12 is oriented perpendicular to the inner race 5.
  • the contact surface 12 may also have a slightly convex shape, so that the orientation to the raceway 5 varies over the contact surface 12.
  • the distance between the contact surface 9 of the holding board 7 and the contact surface 12 of the inrun board 10 is only slightly larger than the longitudinal extent of the rolling elements 3 in this area, so that the rolling elements 3 are installed with a very small clearance parallel to their axial direction in the rolling bearing , Since in the rolling bearing no continuous cage, but the cage segments 4 are used, the small game alone is not enough to fix the equipped with the rolling elements 3 cage segments 4 with disassembled outer ring 2 on the inner ring 1. It thus requires further measures so that the inner ring 1 and the assembled cage segments 4 can be handled as a unit.
  • a circumferential groove 13 with inner surfaces 14 is embedded in the inner ring 1, which is oriented parallel to the axial direction of the rolling elements 3 and open to the rolling elements 3.
  • the groove 13 access as well oriented projections 15 of the cage segments 4 a.
  • the projections 15 of the cage segments 4 do not touch the inner surfaces 14 of the groove 13.
  • the engagement of the projections 15 of the cage segments 4 in the groove 13 of the inner ring 1 thus has no effect on the operation of the rolling bearing.
  • the rolling bearing is no longer held together by the outer ring 2. Except in the circumferential direction of the inner ring 1, however, the cage segments 4 in the region of the holding board 7 can then move only slightly, since they abut with their projections 15 on the inner surfaces 14 of the groove 13. In the area of the starting board 10, there is no such positive guidance of the cage segments 4, so that they can be pivoted outwardly about the projections 15 engaging in the groove 13 or can also be pulled out of the groove 13. However, these movements are only possible if the Käf ⁇ gsegmente 4 are not equipped with rolling elements 3. As will be explained in more detail with reference to Figure 2, the rolling bearing 3 are secured after insertion into the cage segments 4 in all directions against falling out.
  • the stocked cage segments 4 can therefore only be moved together with the rolling elements 3.
  • the rolling elements 3, with their large end faces 11, strike the start-up surface 12 of the in-board shelf 10 in an attempt to pull the cage segments 4 out of the groove 13 and thus prevent such a movement of the cage segments 4.
  • a pivot movement of the cage segments 4 of FIG The inner raceway 5 away is also prevented by the fact that the large end faces 11 of the rolling elements 3 abut against the contact surface 12 of the infeed board 10. Consequently, the fitted with rolling elements 3 cage segments 4 are fixed captive with disassembled outer ring 2 on the inner ring 1 and together with this form a unit that can be handled as a whole and in particular also installed.
  • FIG 2 shows an embodiment of a Käf ⁇ gsegment 4 in a perspective view.
  • Several of these cage segments 4 are strung together in the circumferential direction without firm connection in the rolling bearing shown in Figure 1.
  • Each cage segment 4 is made of a plastic, for example of poly-phenyl-Sulf ⁇ d or poly-ether-ether-ketone, and has a first Unifangssteg 16 and a second circumferential ridge 17, which extend at a distance parallel to each other.
  • the peripheral webs 16 and 17 are slightly curved or have a polygonal shape that follows a slight bend. In this case, the curvature of the first peripheral ridge 16 has a smaller radius of curvature than the curvature of the second circumferential ridge 17.
  • the projections 15 are formed so that the cage segment 4 has two projections 15.
  • the projections 15 have their greatest extent in each case in the longitudinal direction of the first peripheral ridge 16.
  • connecting webs 18 which are oriented approximately perpendicular to the peripheral webs 16 and 17.
  • a plurality of receiving pockets 19 are formed by the peripheral webs 16 and 17 and the connecting webs 18, which serve to receive the rolling elements 3.
  • the connecting webs 18 each have laterally molded guide surfaces 20.
  • the guide surfaces 20 are particularly pronounced in the region of the connecting webs 18 which is located closer to the second peripheral web 17 than to the first peripheral web 16.
  • the connecting webs 18 extend in a direction perpendicular to the plane in which the receiving pockets 19 are arranged, so far that during operation of the
  • Elevations 21 formed on the connecting webs 18th Elevations 21 formed.
  • the elevations 21 are formed not only on the visible in Figure 2 top of Käf ⁇ gsegments 4, but also on the bottom.
  • the first and the last connecting web 18 of the cage segment 4 each have no guide surfaces 20 on their outwardly directed end faces 22, since in this area no rolling body 3 is arranged, but the next cage segment 4. Furthermore, the end faces 22 of the connecting webs 18 between the Circumferential webs 16 and 17 concave. This ensures that adjacent cage segments 4 touch each other in the region of the circumferential webs 16 and 17. In this way it can be avoided that by the action of adjacent cage segments 4 on each other to a deformation of the connecting webs 18 and thus to a jamming of the rolling elements 3, which are arranged in the receiving pockets 19 between the connecting webs 18.
  • Figure 3 shows the embodiment of the cage segment 4 of Figure 2 in a sectional view.
  • the section is guided transversely to the connecting webs 18.
  • the outline of a rolling element 3 within the sectional plane is shown in one of the receiving pockets 19.
  • the rolling element 3 abuts against the guide surfaces 20 of the connecting webs 18 and projects slightly beyond the connecting webs 18.
  • the equipping of the cage segment 4 is preferably carried out before the attachment of the cage segment 4 to the inner ring 1.
  • the edge of the groove 13 of the inner ring 1 has two recesses not shown figuratively, which are slightly larger than the projections 15 of the cage segment 4 and are arranged at the same distance from each other as the projections 15 of the cage segment 4. This makes it possible to introduce the projections 15 of the cage segment 4 via the recesses into the groove 13.
  • the recesses are closed again. This can be done, for example, with the material that has been eroded out of the edge of the groove 13 in the production of the recesses. This can be done, for example, with the material that has been eroded out of the edge of the groove 13 in the production of the recesses.
  • the recesses can also be designed so that the cage segment 4 equipped with rolling elements 3 can be pressed in by elastic deformation of the projections 15. Closing the recesses is thus not required in this case.
  • the rolling bearing according to the invention may for example also be formed single row.
  • the rolling elements 3 cylindrical or barrel-shaped, ie with a convexly curved lateral surface, form.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Innenring (I)5 der eine kegelstumpfartig ausgebildete innere Laufbahn (5) aufweist, die seitlich durch einen ersten Bord (7) und einen zweiten Bord (10) begrenzt ist, einem Außenring (2), der eine kegelstumpfartig ausgebildete äußere Laufbahn (6) aufweist, Wälzkörpern (3), die zwischen der inneren Laufbahn (5) und der äußeren Laufbahn (6) abrollen und Käfigsegmenten (4), die in Umfangsrichtung aneinander gereiht und mit den Wälzkörper (3) bestückt sind. Die mit den Wälzkörpern (3) bestückten Käfigsegmente (4) sind im Bereich des ersten Bords (7) durch die Käfigsegmente (4) und im Bereich des zweiten Bords (10) durch die Wälzkörper (3) verliersicher am Innenring (1) fixiert.

Description

B e s c h r e i b u n g
KEGELROLLENLAGER MIT AM INNENRING GEFÜHRTEN KÄFIGSEGMENTEN
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager und eine Montageeinheit für ein Wälzlager.
Wälzlager werden häufig mit Käfigen zur Aufnahme der Wälzkörper ausgestattet. Insbesondere bei Wälzlagern mit großen Abmessungen werden auch Käfige eingesetzt, die mehrere Käfigsegmente aufweisen.
Ein Wälzlager mit einem segmentierten Käfig ist beispielsweise aus der US 2 071 797 bekannt. Dort ist ein Kegelrollenlager mit einem Innenring, einem Außenring, einer Reihe von Kegelrollen und Abstandselementen zwischen den Kegelrollen bekannt. Der Innenring weist an den Enden seiner konischen Laufbahn Ringe mit ringförmigen Nuten auf, wobei einer der Ringe entfernbar ist. Die Abstandselemente sind an ihren Seiten konkav geformt und weisen an ihren Enden Vorsprünge auf, die sich in die Nuten der Ringe erstrecken und dort gleitend geführt sind.
Aus der DE 34 04 200 Al ist ein Kegelrollenlager mit einem einteilig ausgebildeten Käfig bekannt, bei dem auf der Seite des kleinen Durchmessers des Innenrings keine Schulter vorgesehen ist. An einem äußeren Umfangsabschnitt auf der Seite des größeren Durchmessers ist eine Schulter ausgebildet. Der Käfig weist radial nach innen gebogene und spitz zulaufende Vorsprünge auf, die mit einem Eingriffsabschnitt der Schulter so in Eingriff treten, dass während der Drehung des Lagers keine Berührung mit der Schulter stattfindet.
Die DE 37 23 168 C2 offenbart ebenfalls ein Kegelrollenlager mit einem einteilig ausgebildeten Käfig. Der Käfig weist auf der Seite seines kleineren Durchmessers elastische Vorsprünge auf. Die Vorsprünge greifen mit Vorspannung hinter den kleinen Bord des Innenrings und stützen den Käfig axial ab.
Aus der DE 102 46 825 Al ist ein Käfig für ein Wälzlager bekannt, der mehrere in Umfangsrichtung aneinander gereihte Segmente aufweist. Die Segmente sind aus Kunststoff gefertigt und weisen jeweils zwei in Umfangsrichtung verlaufende Umfangsstege und wenigstens zwei Verbindungsstege auf, welche die beiden Umfangsstege miteinander verbinden und gemeinsam mit den Umfangsstegen wenigstens eine Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers ausbilden.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Wälzlager mit einem segmentierten Käfig so auszubilden, dass die mit Wälzkörpern bestückten Käfigsegmente verliersicher am Innenring des Wälzlagers fixiert sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Wälzlager weist einen Innenring mit einer kegelstumpfartig ausgebildeten inneren Laufbahn auf, die seitlich durch einen ersten Bord und einen zweiten Bord begrenzt ist. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Wälzlager, einen Außenring mit einer kegelstumpfartig ausgebildeten äußeren Laufbahn auf. Zwischen der inneren Laufbahn und der äußeren Laufbahn rollen Wälzkörper ab. Außerdem verfügt das erfindungsgemäße Wälzlager über Käfigsegmente, die in Umfangsrichtung aneinander gereiht und mit den Wälzkörpern bestückt sind. Die mit den Wälzkörpern bestückten Käfigsegmente sind im Bereich des ersten Bords durch die Käfigsegmente und im Bereich des zweiten Bords durch die Wälzkörper verliersicher am Innenring fixiert. Das erfindungsgemäße Wälzlager hat den Vorteil, dass mit einem vertretbaren Aufwand die Montage des Wälzlagers erheblich erleichtert wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Fixierung durch die Käfϊgsegmente lediglich im Bereich eines der beiden Borde erfolgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzlagers weist die innere Laufbahn in einem an den ersten Bord angrenzenden Bereich ihren minimalen und in einem an den zweiten Bord angrenzenden Bereich ihren maximalen Durchmesser auf. Dies hat den Vorteil, dass der erste Bord im Betrieb des Wälzlagers keinen hohen Belastungen ausgesetzt ist und dort somit eine Fixierung der Käfϊgsegmente problemlos möglich ist.
Der erste Bord und der zweite Bord können einteilig mit dem Innenring ausgebildet sein, da es im Rahmen der Erfindung nicht erforderlich ist, die Borde abnehmbar zu gestalten.
Die Käfigsegmente und der Innenring können im Bereich des ersten Bords des Innenrings miteinander in Eingriff stehen. Dies hat den Vorteil, dass eine zuverlässige Fixierung der Käfigsegmente am Innenring gewährleistet ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Käfigsegmente den Innenring bei montiertem Außenring im Bereich des Eingriffs nicht berühren. Auf diese Weise können negative Auswirkungen auf den Betrieb des erfindungsgemäßen Wälzlagers vermieden werden. Insbesondere weist der Innenring im Bereich des ersten Bords eine in Umfangsrichtung verlaufende Vertiefung auf, in die Vorsprünge der Käfigsegmente eingreifen. Die Vertiefung ist vorzugsweise zu den Wälzkörpern hin offen. Dem entsprechend erstrecken sich die Vorsprünge der Käfigsegmente bevorzugt parallel zur Axialrichtung der Wälzkörper. Eine derartige Geometrie ist mit einem vergleichsweise geringen Aufwand realisierbar. Um das Anbringen der Käfϊgsegmente am Innenring zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn wenigstens eine auf die Vorsprünge der Käfigsegmente abgestimmte Ausnehmung in die Vertiefung mündet. Über diese Ausnehmung können die Vorsprünge der Käfigsegmente problemlos in die Vertiefung eingeführt werden. Die Vorsprünge sind bevorzugt auf in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen der Käfigsegmente ausgebildet.
Vorzugsweise sind die Käfigsegmente nicht miteinander verbunden und somit relativ zueinander verschiebbar, so dass eine Verformung und eine dabei auftretende erhöhte Reibung sowie ein erhöhter Verschleiß vermieden werden können. Um die Anzahl der Käfigsegmente nicht allzu groß werden zu lassen, können diese jeweils mit mehreren Wälzkörpern bestückt sein. Die Handhabung der mit Wälzkörpern bestückten Käfigsegmente kann dadurch erleichtert werden, dass die Wälzkörper von den Käfigsegmenten verliersicher gehalten werden. Insbesondere können die Wälzkörper in Aufnahmetaschen der Käfigsegmente angeordnet sein. Die Aufnahmetaschen ermöglichen eine sichere Aufnahme der Wälzkörper und eine zuverlässige Führung der Käfigsegmente an den Wälzkörpern. In den Aufnahmetaschen können Führungsflächen zur Führung der Käfigsegmente an den Wälzkörpern ausgebildet sein. Über diese Führungsflächen können die Führungsverhältnisse präzise vorgegeben werden und dadurch hohe Qualitätsanforderungen erfüllt sowie eine lange Lebensdauer erreicht werden. Besonders kostengünstig ist es, wenn die Käfigsegmente aus Kunststoff gefertigt sind. Dies hat weiterhin den Vorteil eines relativ niedrigen Gewichts der Käfigsegmente und ermöglicht eine große Formenvielfalt.
Das erfindungsgemäße Wälzlager kann mehrreihig ausgebildet sein. Insbesondere ist es als ein Kegelrollenlager ausgebildet.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Montageeinheit für ein Wälzlager. Die erfindungsgemäße Montageeinheit weist einen Innenring mit einer kegelstumpfartig ausgebildeten inneren Laufbahn auf, die seitlich durch einen ersten Bord und einen zweiten Bord begrenzt ist. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Montageeinheit Wälzkörpern auf, die auf der inneren Laufbahn abrollen und Käfigsegmente, die in Urnfangsrichtung aneinander gereiht und mit den Wälzkörpern bestückt sind. Die mit den Wälzkörpern bestückten Käfigsegmente sind im Bereich des ersten Bords durch die Käfigsegmente und im Bereich des zweiten Bords durch die Wälzkörper verliersicher am Innenring fixiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzlagers ausschnittsweise in Schnittdarstellung,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Käfigsegment in perspektivischer Darstellung und
Figur 3 das Ausführungsbeispiel des Käfigsegments aus Figur 2 in Schnittdarstellung.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzlagers ausschnittsweise in Schnittdarstellung. Das Wälzlager ist als ein zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildet und dient beispielsweise der drehbaren Lagerung eines Rotors einer Windkraftanlage. Das Wälzlager weist zwei axial nebeneinander angeordnete Innenringe 1, einen Außenring 2, Wälzkörper 3 und Käfigsegmente 4 auf. In Figur 1 ist lediglich einer der beiden Innenringe 1 vollständig dargestellt, so dass sich die Beschreibung im Folgenden jeweils auf diesen Innenring 1 bezieht. Für den anderen Innenring 1, der nur zum Teil dargestellt ist, gilt jeweils sinngemäß das gleiche. Der Innenring 1 verfügt über eine kegelstumpfartig ausgebildete innere Laufbahn 5, auf der die Wälzkörper 3 abrollen. In entsprechender Weise verfügt der Außenring 2 über eine kegelstumpfartig ausgebildete äußere Laufbahn 6, so dass die Wälzkörper 3 zwischen der inneren Laufbahn 5 und der äußeren Laufbahn 6 abrollen.
Im Bereich ihres minimalen Durchmessers ist seitlich neben der inneren Laufbahn 5 ein Haltebord 7 einteilig mit dem Innenring 1 ausgebildet, der die innere Laufbahn 5 überragt und somit einen Anschlag für die Wälzkörper 3 darstellt. Die kegelstumpfartig ausgebildeten Wälzkörper 3 liegen mit ihren kleinen Stirnflächen 8 an einer Anlagefläche 9 des Haltebords 7 an, die senkrecht zur inneren Laufbahn 5 orientiert ist. Der Haltebord 7 ist nur beim Stillstand des Wälzlagers von Relevanz, da die Wälzkörper 3 bei einer Drehbewegung zum Bereich des maximalen Durchmessers der inneren Laufbahn 5 hin verschoben werden. Dort ist neben der inneren Laufbahn 5 ein Anlaufbord 10 einteilig mit dem Innenring 1 ausgebildet. Die Wälzkörper 3 laufen mit ihrer großen Stirnfläche 11 an einer Anlauffläche 12 des Anlaufbords 10 an. Die Anlauffläche 12 ist senkrecht zur inneren Laufbahn 5 orientiert. Die Anlauffläche 12 kann auch eine leicht konvexe Form aufweisen, so dass die Orientierung zur Laufbahn 5 über die Anlagefläche 12 variiert. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 9 des Haltebords 7 und der Anlauffläche 12 des Anlaufbords 10 wird nur geringfügig größer gewählt als die Längserstreckung der Wälzkörper 3 in diesem Bereich, so dass die Wälzkörper 3 mit einem sehr geringen Spiel parallel zu ihrer Axialrichtung in das Wälzlager eingebaut sind. Da bei dem Wälzlager kein durchgehender Käfig, sondern die Käfigsegmente 4 zum Einsatz kommen, reicht das geringe Spiel allein nicht aus, die mit den Wälzkörpern 3 bestückten Käfigsegmente 4 bei demontiertem Außenring 2 am Innenring 1 zu fixieren. Es bedarf somit weiterer Maßnahmen, damit der Innenring 1 und die bestückten Käfigsegmente 4 als eine Einheit gehandhabt werden können.
Hierzu ist im Bereich des Haltebords 7 eine umlaufende Nut 13 mit Innenflächen 14 in den Innenring 1 eingelassen, die parallel zur Axialrichtung der Wälzkörper 3 orientiert und zu den Wälzkörpern 3 hin offen ist. In die Nut 13 greifen ebenso orientierte Vorsprünge 15 der Käfigsegmente 4 ein. In dem in Figur 1 dargestellten Zustand, in dem der Außenring 2 montiert ist, berühren die Vorsprünge 15 der Käfigsegmente 4 die Innenflächen 14 der Nut 13 nicht. Wenn der Außenring 2 montiert ist, hat das Eingreifen der Vorsprünge 15 der Käfigsegmente 4 in die Nut 13 des Innenrings 1 somit keine Auswirkungen auf die Funktionsweise des Wälzlagers.
Wird der Außenring 2 demontiert, so wird das Wälzlager nicht mehr durch den Außenring 2 zusammengehalten. Außer in Umfangsrichtung des Innenrings 1 können sich die Käfigsegmente 4 im Bereich des Haltebords 7 allerdings auch dann nur geringfügig bewegen, da sie mit ihren Vorsprüngen 15 an den Innenflächen 14 der Nut 13 anschlagen. Im Bereich des Anlaufbords 10 besteht keine derartige Zwangsführung der Käfigsegmente 4, so dass sie um die in die Nut 13 eingreifenden Vorsprünge 15 nach außen geschwenkt oder auch aus der Nut 13 herausgezogen werden können. Diese Bewegungen sind aber nur dann möglich, wenn die Käfϊgsegmente 4 nicht mit Wälzkörpern 3 bestückt sind. Wie anhand von Figur 2 noch näher erläutert wird, sind die Wälzlager 3 nach dem Einfügen in die Käfigsegmente 4 in alle Richtungen gegen Herausfallen gesichert. Die bestückten Käfigsegmente 4 können daher nur zusammen mit den Wälzkörpern 3 bewegt werden. Gemäß Figur 1 schlagen die Wälzkörper 3 jedoch bei dem Versuch, die Käfigsegmente 4 aus der Nut 13 herauszuziehen, mit ihren großen Stirnflächen 11 an der Anlauffläche 12 des Anlaufbords 10 an und verhindern dadurch eine derartige Bewegung der Käfigsegmente 4. Eine Schwenkbewegung der Käfigsegmente 4 von der inneren Laufbahn 5 weg wird ebenfalls dadurch verhindert, dass die großen Stirnflächen 11 der Wälzkörper 3 an der Anlauffläche 12 des Anlaufbords 10 anschlagen. Folglich sind die mit Wälzkörpern 3 bestückten Käfigsegmente 4 bei demontiertem Außenring 2 verliersicher am Innenring 1 fixiert und bilden zusammen mit diesem eine Einheit, die als ganzes gehandhabt und insbesondere auch eingebaut werden kann. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Käfϊgsegment 4 in perspektivischer Darstellung. Mehrere dieser Käfigsegmente 4 sind in dem in Figur 1 dargestellten Wälzlager in Umfangsrichtung ohne feste Verbindung aneinander gereiht. Jedes Käfigsegment 4 ist aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Poly-Phenyl-Sulfϊd oder aus Poly-Ether-Ether-Keton, gefertigt und weist einen ersten Unifangssteg 16 und einen zweiten Umfangssteg 17 auf, die in einem Abstand parallel zueinander verlaufen. Die Umfangsstege 16 und 17 sind leicht gebogen oder besitzen eine Polygonform, die einer leichten Biegung folgt. Dabei weist die Biegung des ersten Umfangsstegs 16 einen kleineren Krümmungsradius als die Biegung des zweiten Umfangsstegs 17 auf. An den entgegengesetzten Enden des ersten Umfangsstegs 16 sind die Vorsprünge 15 ausgebildet, so dass das Käfigsegment 4 zwei Vorsprünge 15 aufweist. Die Vorsprünge 15 weisen ihre größte Erstreckung jeweils in Längsrichtung des ersten Umfangsstegs 16 auf.
Zwischen den Umfangsstegen 16 und 17 erstrecken sich Verbindungsstege 18, die ungefähr senkrecht zu den Umfangsstegen 16 und 17 orientiert sind. Insgesamt werden durch die Umfangsstege 16 und 17 und die Verbindungsstege 18 mehrere Aufnahmetaschen 19 ausgebildet, die der Aufnahme der Wälzkörper 3 dienen. Zur Führung des Käfigsegments 4 an den Wälzkörpern 3 weisen die Verbindungsstege 18 jeweils seitlich angeformte Führungsflächen 20 auf. Die Führungsflächen 20 sind in dem Bereich der Verbindungsstege 18, der näher am zweiten Umfangssteg 17 als am ersten Umfangssteg 16 angeordnet ist, besonders stark ausgeprägt.
Die Verbindungsstege 18 erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene, in der die Aufnahmetaschen 19 angeordnet sind, so weit, dass sie beim Betrieb des
Wälzlagers nur geringfügig hinter den Wälzkörpern 3 zurückstehen und somit die
Laufbahnen 5 und 6 des Wälzlagers gerade nicht berühren. Dies führt dazu, dass sich die Käfigsegmente 4 beim Stillstand des Wälzlagers auf die Laufbahnen 5 und
6 abstützen können und eine derartige Abstützung auch bei einem übermäßigen Verschleiß erfolgt, um die dann nicht mehr vorhandene Wälzkörperführung der
Käfigsegmente 4 zu ersetzen. Hierzu sind auf den Verbindungsstegen 18 Erhebungen 21 ausgebildet. Die Erhebungen 21 sind nicht nur auf der in Figur 2 sichtbaren Oberseite des Käfϊgsegments 4 ausgebildet, sondern auch auf der Unterseite.
Der erste und der letzte Verbindungssteg 18 des Käfigsegments 4 weisen auf ihren nach außen gerichteten Stirnflächen 22 jeweils keine Führungsflächen 20 auf, da in diesem Bereich kein Walzkörper 3 angeordnet wird, sondern das nächste Käfigsegment 4. Weiterhin sind die Stirnflächen 22 der Verbindungsstege 18 zwischen den Umfangsstegen 16 und 17 konkav ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, dass einander benachbarte Käfigsegmente 4 sich im Bereich der Umfangsstege 16 und 17 berühren. Auf diese Art und Weise kann vermieden werden, dass es durch die Einwirkung benachbarter Käfigsegmente 4 aufeinander zu einer Verformung der Verbindungsstege 18 und damit zu einem Klemmen der Wälzkörper 3 kommt, die in den Aufnahmetaschen 19 zwischen den Verbindungsstegen 18 angeordnet sind.
Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel des Käfigsegments 4 aus Figur 2 in Schnittdarstellung. Der Schnitt ist quer zu den Verbindungsstegen 18 geführt. Zum besseren Verständnis ist in einer der Aufnahmetaschen 19 der Umriss eines Wälzkörpers 3 innerhalb der Schnittebene eingezeichnet. Der Wälzkörper 3 liegt an den Führungsflächen 20 der Verbindungsstege 18 an und überragt die Verbindungsstege 18 geringfügig. Dadurch ist zum einen eine gute Wälzkörperführung des Käfigsegments 4 gegeben und zum anderen die Möglichkeit einer Laufbahnführung bei zunehmendem Verschleiß vorgesehen. In der Darstellung der Figur 3 sind die Erhebungen 21 auf der Oberseite und auf der Unterseite des Käfigsegments 4 zu erkennen.
Durch die konkave Form der Führungsflächen 20 der Verbindungsstege 18 sind die
Wälzkörper 3 in den Aufnahmetaschen 19 des Käfigsegments 4 eingeschlossen und können in keine Richtung herausfallen. Dementsprechend ist für die Bestückung des Käfigsegments 4 ein gewisser Kraftaufwand erforderlich, mit dem die Wälzkörper 3 in die Aufnahmetaschen 19 gepresst werden. Die Bestückung des Käfigsegments 4 wird vorzugsweise vor dem Anbringen des Käfigsegments 4 am Innenring 1 durchgeführt. Um das Anbringen des bestückten Käfigsegments 4 am Innenring 1 zu erleichtern, weist der Rand der Nut 13 des Innenrings 1 zwei nicht figürlich dargestellte Ausnehmungen auf, die geringfügig größer als die Vorsprünge 15 des Käfigsegments 4 sind und im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind wie die Vorsprünge 15 des Käfigsegments 4. Dadurch ist es möglich, die Vorsprünge 15 des Käfigsegments 4 über die Ausnehmungen in die Nut 13 einzuführen. Wenn auf diese Weise sämtliche Käfigsegmente 4 am Innenring 1 angebracht sind, werden die Ausnehmungen wieder verschlossen. Dies kann beispielsweise mit dem Material geschehen, das bei der Herstellung der Ausnehmungen aus dem Rand der Nut 13 herauserodiert wurde. Dies kann beispielsweise mit dem Material geschehen, das bei der Herstellung der Ausnehmungen aus dem Rand der Nut 13 herauserodiert wurde. Die Ausnehmungen können auch so ausgeführt sein, dass das mit Wälzkörpern 3 bestückte Käfigsegment 4 durch elastische Verformung der Vorsprünge 15 eingedrückt werden kann. Ein Verschließen der Ausnehmungen ist somit in diesem Fall nicht erforderlich.
Alternativ zum beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das erfindungsgemäße Wälzlager beispielsweise auch einreihig ausgebildet sein. Ebenso ist es auch möglich, die Wälzkörper 3 zylinderförmig oder tonnenförmig, das heißt mit einer konvex gekrümmten Mantelfläche, auszubilden.
Bezugszeichen
1 Innenring
2 Außenring
3 Wälzkörper
4 Käfigs egment
5 innere Laufbahn
6 äußere Laufbahn
7 Haltebord
8 kleine Stirnfläche
9 Anlagefläche
10 Anlaufbord
11 große Stirnfläche
12 Anlauffläche
13 Nut
14 Innenfläche
15 Vorsprung
16 erster Umfangssteg
17 zweiter Umfangssteg
18 Verbindungssteg
19 Aufnahmetasche 0 Führungsfläche 1 Erhebung 2 Stirnfläche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eWälzlager
1. Wälzlager mit einem Innenring (1), der eine kegelstumpfartig ausgebildete innere Laufbahn (5) aufweist, die seitlich durch einen ersten Bord (7) und einen zweiten Bord (10) begrenzt ist, einem Außenring (2), der eine kegelstumpfartig ausgebildete äußere Laufbahn (6) aufweist, Wälzkörpern (3), die zwischen der inneren Laufbahn (5) und der äußeren Laufbahn (6) abrollen und Käfigsegmenten (4), die in Umfangsrichtung aneinander gereiht und mit den Wälzkörpern (3) bestückt sind, wobei die mit den Wälzkörpern (3) bestückten Käfigsegmente (4) im Bereich des ersten Bords (7) durch die Käfigsegmente (4) und im Bereich des zweiten Bords (10) durch die Wälzkörper (3) verliersicher am Innenring (1) fixiert sind.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Laufbahn (5) in einem an den ersten Bord (7) angrenzenden Bereich ihren minimalen und in einem an den zweiten Bord (10) angrenzenden Bereich ihren maximalen Durchmesser aufweist.
3. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bord (7) und der zweite Bord (10) einteilig mit dem Innenring (1) ausgebildet sind.
4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfϊgsegmente (4) und der Innenring (1) im Bereich des ersten Bords (7) des Innenrings (1) miteinander in Eingriff stehen.
5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfϊgsegmente (4) den Innenring (1) bei montiertem Außenring (2) im Bereich des Eingriffs nicht berühren.
6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (1) im Bereich des ersten Bords (7) eine in
Umfangsrichtung verlaufende Vertiefung (13) aufweist, in die Vorsprünge (15) der Käfigsegmente (4) eingreifen.
7. Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (13) zu den Wälzkörpern (3) hin offen ist.
8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine auf die Vorsprünge (15) der Käfigsegmente (4) abgestimmte Ausnehmung in die Vertiefung (13) mündet.
9. Wälzlager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (15) auf in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen (16) der Käfigsegmente (4) ausgebildet sind.
10. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsegmente (4) nicht miteinander verbunden sind.
11. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsegmente (4) jeweils mit mehreren Wälzkörpern (3) bestückt sind.
12. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (3) von den Käfigsegmenten (4) verliersicher gehalten werden.
13. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (3) in Aufnahmetaschen (19) der Käfigsegmente (4) angeordnet sind.
14. Käfig nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Aufnahmetaschen (19) Führungsflächen (20) zur Führung der Käfigsegmente
(4) an den Wälzkörpern (3) ausgebildet sind.
15. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsegmente (4) aus Kunststoff gefertigt sind.
16. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrreihig ausgebildet ist.
17. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Kegelrollenlager ausgebildet ist.
18. Montageeinheit für ein Wälzlager, mit einem Innenring (1), der eine kegelstumpfartig ausgebildete innere Laufbahn (5) aufweist, die seitlich durch einen ersten Bord (7) und einen zweiten Bord (10) begrenzt ist, Wälzkörpern (3), die auf der inneren Laufbahn (5) abrollen und Käfigsegmenten (4), die in
Umfangsrichtung aneinander gereiht und mit den Wälzkörper (3) bestückt sind, wobei die mit den Wälzkörpern (3) bestückten Käfigsegmente (4) im Bereich des ersten Bords (7) durch die Käfigsegmente (4) und im Bereich des zweiten Bords (10) durch die Wälzkörper (3) verliersicher am Innenring (1) fixiert sind.
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