WO2012104194A2 - Segmentkäfig und verfahren zum montieren eines wälzlagers - Google Patents

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Definitions

  • the present invention is concerned with a mounting-friendly cage for rolling bearings and in particular with two or more part cage segments and their assembly.
  • a cage In order to prevent the rolling elements from starting in a roller bearing, a cage is often used to separate them from one another. So far, for example, for ball bearings snap cages made of plastic used. In these, the cage pockets are laterally open on one side to allow the snap of the ball from the side. Although the assembly is efficiently possible with the use of snap cages, guided by snap cages balls can be stuck under high misalignment of the bearing in the cage pocket or pushed out of this.
  • Some embodiments of the present invention make this possible by using a cage segment for a rolling bearing, which has at least one pocket for a rolling element and which, on the other hand, consists of a first and a second segment part.
  • the first segment part adjoins the second segment part in the axial direction and is connected to it in a positive, positive or cohesive manner.
  • This arrangement makes it possible to construct or use cages, by means of which a rolling element can be reliably guided.
  • the cage segments do not completely circulate along the bearing circle and are at least two-part, the individual elements are also easy and efficient to assemble.
  • the cage segments are divided in the axial direction, ie, they consist of a first segment part, which is located predominantly on one side of the rolling body and a second segment part, which is located on the opposite side in the axial direction of the rolling body.
  • the two segment parts are connected to each other and form by corresponding recesses, the cage pocket.
  • axial direction means a direction along the axis of rotation of the bearing, while a radial direction denotes any direction perpendicular to the axis of rotation.
  • tangential directions are all directions which run tangentially to a bearing pitch circle, for example to the raceway of the bearing inner ring or of the bearing outer ring.
  • the two segment parts are arranged on both sides of a rolling element and positively, positively or materially connected to each other.
  • a fastening device in order to be able to connect the two segment parts to one another, each have on both sides of a pocket (in the tangential direction, i.e. in the direction of the adjacent pockets) a fastening device by means of which the first can be connected to the second segment part.
  • the fastening device may be, for example, a thread into which a screw for connecting the segment parts can be rotated.
  • a fastening device may be a simple bore, into which a pin is pressed or glued, so that the two segment parts are connected to each other via the bore.
  • the fastening device may also be a simple recess to receive adhesive, which is required for a cohesive connection of the two segment parts. As a fastening device is thus to understand any measure that is suitable to connect the two segment parts together.
  • the fastening device is further configured such that with it both the two segment parts of a cage segment can be connected to each other as well as segments adjacent to each other different cage. That is, on the attachment svoriques can also be made a force-receiving connection with the cage along the adjacent cage segment. This Improves the stability of the entire cage, so that the quality of the guidance of the rolling elements can be further improved without additional effort during assembly of the cage must be operated.
  • the two segment parts are also offset from one another. That is, the segment parts not only have a common, at least one pocket forming overlap region.
  • the first segment part extends further than the second segment part, whereas the second segment part extends further in the direction opposite to the tangential direction than the first segment part.
  • the cage segment is made of plastic, which can significantly reduce production costs and increase the variety of shapes of the possible cages.
  • Rolling bearings that use embodiments of cage segments according to the invention thus allow safe guidance of the rolling elements, at the same time the assembly effort can be reduced without affecting the stability and performance of the overall system.
  • a cage segment is here and below a part of a cage to be understood, which does not completely circulates along the camp subcircuit.
  • cheese figsegmente cover any angle, for example 30 °, 60 ° or 90 ° of the complete bearing circumference.
  • a cage segment includes at least one pocket for a rolling element, but may also have 2, 3 or any number of pockets, depending on the design requirements.
  • Figure 1 shows an embodiment of a cage segment
  • Figure 2 shows another embodiment of a cage segment
  • FIG. 3 shows the embodiment of the cage segment of Figure 2 in the installed state
  • FIG. 4 shows an example of a method for mounting a bearing.
  • Figure 1 shows an embodiment of a cage segment 2, which has a pocket 4 for a rolling element and consists of a first segment part 6a and a second segment part 6b, the second segment part 6b in an axial direction 8 adjacent to the first segment part 6 and with this form -, force or material can be connected or connected.
  • the plastic cage or the cage segment shown in Figure 1 is used to prevent contact of the rolling elements by separating the rolling elements in a rolling bearing.
  • the contour of the pocket 4 is adapted to the shape of a ball, so it is a segment of a cage for a ball bearing.
  • cage segments can also be used for other types of rolling bearing. Accordingly, for a cylindrical roller bearing, the shape of the pocket would be cylindrical or cuboid or the cross section would be square or rectangular.
  • the cage can be mounted, for example, already fully filled with rolling bearing by first the cage segments are applied from both sides of the camp, whereupon the Cage segment segments are interconnected.
  • both segment parts as fastening devices each have on both sides of the cage pocket 4 holes 10a to 10b.
  • the segment parts 6a and 6b can be interconnected by, for example, a pin pressed into the holes, screwed or glued.
  • the fastening devices are also designed so that by means of the same fastening device (via the holes 10a to lOd) and adjacent cage segments can be interconnected.
  • the cage segments 6a and 6b each have projections 12a and 12b, the geometric shape of which is selected so that they each overlap with the corresponding projections of an adjacent cage segment, so that by means of a single pin or a single Screw both the segment parts 6a and 6b together as well the cage segment 2 can be connected to the adjacent cage segment.
  • the result is a cage, which is indeed composed of individual segments, which, however, are each connected to the adjacent segments and thus to form a completely encircling cage.
  • the projections 12a to 12a with the axially extending bores 10a to 10d thus extend in or counter to the tangential direction 14 in order to achieve an overlap with the cage segments which are adjacent in the tangential direction 14 and which are used to connect them can be.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a cage segment 2, which also consists of a first segment part 6a and a second segment part 6b.
  • the cage pocket 4 is formed by the two interconnected segment parts 6a and 6b, which each have a corresponding to the shape of the pocket recess 13, which is adapted to the contour of the rolling body.
  • the overlap used to connect the cage segment to adjacent cage segments is achieved in that the two segment parts 6a and 6b overlap each other only in an overlap area along their tangential extent ,
  • the first and second segment portions 6a and 6b extend in and counter to the tangential direction 14 beyond the overlap area 20, respectively.
  • both the segment parts 6a and 6b of a single cage segment 2 can be interconnected with each other and the adjacent cage segments. In the present case, this can be done via the bores 16, which can receive pins or screws or the like.
  • the segments or the segment parts can also be glued together or connected to one another in a non-positive, positive or cohesive manner.
  • the pockets 4 of the cage segments 2 of two symmetrical recesses 13 in the different Segment parts 6a and 6b are formed, the corresponding recesses in alternative embodiments may also be asymmetrical, ie have different shape for the two different segment parts.
  • the recess may even be formed only on one of the segment parts 6a or 6b.
  • a cage segment starting for example from the example of Figure 1 are also modified so that this includes two pockets per segment.
  • a bore which is necessary for connecting the cage segments or the segment parts to one another can be saved.
  • FIG. 3 shows exemplary embodiments of cage segments according to the invention when installed in a radial bearing or in a ball bearing.
  • the radial bearing has an inner ring 30 and an outer ring 32, which is removed in the radial direction 34 from the inner ring 30 and arranged concentrically thereto.
  • the rolling elements in the present case balls, which are guided by means of embodiments of cage segments 2 according to the invention run.
  • the cage segments 2 each have two cage pockets 4 and are connected to the respective adjacent cage segments via a connecting bore 36 which extends axially by projections of the cage segments 2, as already explained with reference to FIG.
  • the plastic cage for rolling bearings consists of individual cage segments, which are joined together to form a cage.
  • a cage segment can be made with a different number of cage pockets. These can be one or more cage bags.
  • a cage may consist of two or more segments joined together, with one or more cage pockets in each segment.
  • projections can be arranged with an axial bore, by means of which the further segments can be aligned and fastened to complete a cage or a cage half.
  • each cage pocket a transverse bore for connecting the cage segments and the cage halves.
  • the individual cage segments in the bearing are joined together to form a cage.
  • the cage variant consisting of individual segments, has the advantage that the performance of the bearing is guaranteed even at high misalignments.
  • FIG. 4 schematically shows an exemplary embodiment of a method for mounting a roller bearing, comprising:
  • a provisioning step 50 providing a first segment part and a second segment part of a cage segment, which has at least one pocket for a rolling body and consists of a first segment part and a second segment part, wherein the second segment part in an axial direction adjacent to the first segment part and can be connected with this form, force or materially.
  • a rolling element between a bearing outer ring and a bearing inner ring of the rolling bearing
  • a first alignment step 54 arranging the first segment part between the bearing outer ring and the bearing inner ring of the rolling bearing, so that the Rolling element is located in a recess for the pocket in the first segment part.
  • a second alignment step 56 arranging the second segment part on the side of the rolling body opposite the first segment part in the axial direction.
  • a connecting step 58 positive, cohesive or material-locking connection of the first and the second segment part.

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Abstract

Ein Käfigsegment (2) für ein Wälzlager weist mindestens eine Tasche (4) für einen Wälzkörper auf und umfasst ein erstes Segmentteil (6a) und ein zweites Segmentteil (6b), wobei das zweite Segmentteil (6b) in einer axialen Richtung (8) an das erste Segmentteil (6a) angrenzt und mit diesem form-, kraft- oder stoffschlüssig verbunden ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Segmentkäfig und Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem montagefreundlichen Käfig für Wälzlager und insbesondere mit zwei oder mehrteiligen Käfigsegmenten und deren Montage.
Um zu verhindern, dass die Wälzkörper in einem Wälzlager aneinander anlaufen, wird zur Separierung dieser voneinander häufig ein Käfig verwendet. Bisher werden beispielsweise für Kugellager unter anderem Schnappkäfige aus Kunststoff verwendet. Bei diesen sind die Käfigtaschen seitlich einseitig geöffnet, um das Einschnappen der Kugel von der Seite zu ermöglichen. Wenngleich die Montage bei der Verwendung von Schnappkäfigen effizient möglich ist, können sich von Schnappkäfigen geführte Kugeln unter hohen Schiefstellungen der Lagers in der Käfigtasche verklemmen oder aus dieser herausgedrückt werden.
Um dies zu verhindern werden oft mehrere einzelne Käfigsegmente verwendet, bei denen die Wälzkörper eines Wälzlagers an deren kompletten Umfang von der Käfigtasche umschlossen werden. Somit ist sichergestellt, dass die Wälzkörper, auch bei Schiefstellung des Außen- und Innenrings, sicher im Käfig geführt werden. Beispielsweise bei großen Lagern sind die einteiligen Käfigsegmente bei der Montage jedoch schwer zu handhaben und verursachen einen erheblichen Montageaufwand. Für besonders große Wälzlager werden auch zweiteilige Messingkäfige verwendet, die den Wälzkörper nach der Montage am kompletten Umfang umschließen. Allerdings ist auch bei diesen Käfigen das Handling aufgrund der Größe und des Gewichts der einzelnen Käfighälften erschwert. Zudem ist ein Käfig aus Messing kostenintensiver.
Es besteht somit der Bedarf nach einem verbesserten Käfigkonzept, das gewährleistet, dass die Wälzkörper eines Wälzlagers zuverlässig geführt werden, während der Käfig darüber hinaus effizient zu montieren ist.
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen dies, indem ein Käfigsegment für ein Wälzlager verwendet wird, welches zum einen zumindest eine Tasche für einen Wälzkörper aufweist und welches zum anderen aus einem ersten und einem zweiten Segmentteil besteht. Das erste Segmentteil grenzt in der axialen Richtung an das zweite Segmentteil an und ist mit diesem form-, kraft-oder stoffschlüssig verbunden. Diese Anordnung ermöglicht es, Käfige zu konstruieren bzw. zu verwenden, mittels derer ein Wälzkörper zuverlässig geführt werden kann. Da die Käfigsegmente entlang des Lagerkreises nicht vollständig umlaufen und zumindest zweiteilig sind, sind die einzelnen Elemente darüber hinaus leicht und effizient zu montieren.
Die Käfigsegmente sind in axialer Richtung geteilt, d.h., sie bestehen aus einem ersten Segmentteil, der sich überwiegend auf einer Seite des Wälzkörpers befindet und aus einem zweiten Segmentteil, der sich auf der in der axialen Richtung gegenüberliegenden Seite des Wälzkörpers befindet. Die beiden Segmentteile sind miteinander verbunden und bilden durch entsprechende Ausnehmungen die Käfigtasche. Dabei bedeutet axiale Richtung in der üblichen Notation eine Richtung entlang der Rotationsachse des Lagers, während eine radiale Richtung jedwede Richtung senkrecht zur Rotationsachse bezeichnet. Tangentiale Richtungen sind im Folgenden sämtliche Richtungen, die tangential zu einem Lagerteilkreis, beispielsweise zur Laufbahn des Lagerinnemings oder des Lageraußenrings verlaufen. Während der Montage werden die beiden Segmentteile zu beiden Seiten eines Wälzkörpers angeordnet und form-, kraft- oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Dies ermöglicht es bei einigen Ausführungsbeispielen, einen Lagerkäfig mittels der Käfigsegmente zu bilden, bei dem die Tasche in zumindest einer Ebene (einer Axialebene) vollständig von dem Material des Käfigs umschlossen ist. D.h., ein in der Tasche befindlicher Wälzkörper ist vollständig vom Käfig umschlossen und kann dadurch auch bei großen Lagerschiefstellungen noch sicher geführt werden. Dies wird ermöglicht, ohne die sonst übliche Beeinträchtigung bei der Montage mit sich zu bringen.
Einige Ausführungsbeispiele weisen, um die beiden Segmentteile miteinander verbinden zu können, jeweils an beiden Seiten einer Tasche (in der tangentialen Richtung, d.h. in Richtung der benachbarten Taschen) eine Befestigungs Vorrichtung auf, mittels derer das erste mit dem zweite Segmentteil verbunden werden kann. Die Befestigungsvorrichtung kann dabei beispielsweise ein Gewinde sein, in das eine Schraube zum Verbinden der Segmentteile gedreht werden kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine Befestigungsvorrichtung eine einfache Bohrung sein, in die ein Stift gepresst oder geklebt wird, sodass über die Bohrung die beiden Segmentteile miteinander verbunden werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Befestigungsvorrichtung auch eine einfache Ausnehmung sein, um Kleber aufzunehmen, der für eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Segmentteile benötigt wird. Als Befestigungs Vorrichtung ist somit jede Maßnahme zu verstehen, die geeignet ist, die beiden Segmentteile miteinander zu verbinden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Befestigungsvorrichtung ferner derart ausgestaltet, dass mit ihr sowohl die beiden Segmentteile eines Käfigsegments miteinander verbunden werden können als auch zueinander benachbarte unterschiedliche Käfig segmente. Das heißt, über die Befestigung svorrichtung kann zudem ein Kräfte aufnehmende Verbindung mit dem entlang des Käfigumfangs benachbarten Käfigsegment hergestellt werden. Dies ver- bessert die Stabilität des gesamten Käfigs, so dass die Qualität der Führung der Wälzkörper weiter verbessert werden kann, ohne dass bei der Montage des Käfigs zusätzlicher Aufwand betrieben werden muss.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen, bei denen die benachbarten Käfigsegmente miteinander verbunden werden, sind die beiden Segmentteile darüber hinaus versetzt zueinander angeordnet. Das heißt, die Segmentteile weisen nicht nur einen gemeinsamen, zumindest eine Tasche bildenden Überlappungsbereich auf. In der tangentialen Richtung erstreckt sich zusätzlich das erste Segmentteil weiter als das zweite Segmentteil, wohingegen sich das zweite Segmentteil in der zur tangentialen Richtung entgegengesetzten Richtung weiter erstreckt als das erste Segmentteil. Beim Verbinden des ersten und des zweiten Segmentteils wird somit zumindest eine Tasche des Käfigsegments vom ersten und zweiten Segmentteil direkt gebildet. Die weiteren Taschen ergeben sich, wenn die benachbarten Käfigsegmente mit deren jeweils überstehenden Segmentteilen mit dem überstehenden ersten oder zweiten Segmentteil des ersten Käfigsegments verbunden werden, so dass in diesem "Überlappungsbereich" die Tasche durch Segmentteile gebildet wird, die zu jeweils anderen Käfigsegmenten gehören. Dies erhöht aufgrund der belastbareren Verbindung die Stabilität des Gesamtkäfigs zusätzlich.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das Käfigsegment aus Kunststoff gefertigt, was die Produktionskosten erheblich senken kann und die Formenvielfalt der möglichen Käfige erhöht.
Wälzlager, die Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Käfigsegmenten verwenden, erlauben somit eine sichere Führung der Wälzkörper, wobei gleichzeitig der Montageaufwand ohne Beeinträchtigung der Stabilität und der Performance des Gesamtsystems verringert werden kann.
Als Käfigsegment soll hier und im Folgenden ein Teil eines Käfigs verstanden werden, der nicht vollständig entlang des Lagerteilkreises umläuft. So können Kä- figsegmente beliebige Winkel, beispielsweise 30°, 60° oder 90° des vollständigen Lagerumfangs abdecken. Anders ausgedrückt, enthält ein Käfigsegment zumindest eine Tasche für einen Wälzkörper, kann aber auch 2, 3 oder eine beliebige Anzahl von Taschen aufweisen, je nach den konstruktiven Anforderungen.
Wenngleich die anhand der beigefügten Figuren nun besprochenen einzelnen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung jeweils einen Käfig für ein Kugellager zeigen, versteht es sich von selbst, dass alternative Käfigsegmente auch für jedwede andere Wälzkörperform konstruiert und verwendet werden können. Als solche Alternativen kommen beispielsweise Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager, Tonnemollenlager oder dergleichen in Betracht. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Käfigsegments;
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Käfigsegments;
Figur 3 das Ausführungsbeispiel des Käfigsegments von Figur 2 im eingebauten Zustand; und
Figur 4 ein Beispiel eines Verfahrens zum Montieren eines Lagers.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Käfigsegments 2, welches eine Tasche 4 für einen Wälzkörper aufweist und aus einem ersten Segmentteil 6a und einem zweiten Segmentteil 6b besteht, wobei das zweite Segmentteil 6b in einer axialen Richtung 8 an das erste Segmentteil 6 angrenzt und mit diesem form-, kraft- oder Stoff- schlüssig verbunden werden kann bzw. verbunden ist.
Wie üblich dient der in Figur 1 dargestellte Kunststoffkäfig bzw. des Käfigsegment dazu, durch Separierung der Wälzkörper in einem Wälzlager eine Berührung der Wälzkörper zu verhindern. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kontur der Tasche 4 an die Form einer Kugel angepasst, es handelt sich also um ein Segment eines Käfigs für ein Kugellager. Es versteht sich von selbst, dass bei alternativen Ausführungsbeispielen Käfigsegmente auch für andere Wälzlagertypen verwendet werden können. Für ein Zylinderrollenlager wäre dementsprechend die Form der Tasche zylindrisch oder quaderförmig bzw. der Querschnitt quadratisch oder rechteckig.
Wenngleich die im Folgenden diskutierten Ausführungsbeispiele schultergeführte Käfigvarianten bzw. Käfigsegmente zeigen, wie dies in Figur 3 noch deutlicher ersichtlich ist, versteht es sich von selbst, dass bei alternativen Ausführungsformen auch Wälzkörpergeführte Käfigsegmente verwendet werden können.
Aufgrund der Trennung der Käfigsegmente 6a und 6b in der axialen Richtung 8, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, kann der Käfig beispielsweise bei bereits vollständig mit Wälzkörpern gefülltem Lager montiert werden, indem zunächst von beiden Seiten des Lagers die Käfigsegmente angelegt werden, woraufhin die Käfigsegmentsegmente miteinander verbunden werden. Um eine Verbindung des ersten Segmentteils 6a mit dem zweiten Segmentteil 6b zu ermöglichen, weisen beide Segmentteile als Befestigungs Vorrichtungen jeweils zu beiden Seiten der Käfigtasche 4 Bohrungen 10a bis 10 b auf. Mittels dieser Bohrungen können die Segmentteile 6a und 6b miteinander verbunden werden, indem beispielsweise ein Stift in die Bohrungen gepresst, geschraubt oder geklebt wird. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsvorrichtungen darüber hinaus so ausgestaltet, dass mittels derselben Befestigungs Vorrichtung (über die Bohrungen 10a bis lOd) auch benachbarte Käfigsegmente miteinander verbunden werden können.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass die Käfigsegmente 6a und 6b jeweils Überstände 12a und 12b aufweisen, deren geometrische Form so gewählt ist, dass sie jeweils mit den korrespondierenden Überständen eines benachbarten Käfigsegments überlappen, so dass mittels eines einzigen Stifts oder einer einzigen Schraube sowohl die Segmentteile 6a und 6b miteinander als auch das Käfigsegment 2 mit den benachbarten Käfigsegment verbunden werden kann. So entsteht ein Käfig, der zwar aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt ist, welche jedoch jeweils mit den benachbarten Segmenten verbunden sind und so einen vollständig umlaufenden Käfig zu bilden.
Um dies zu erreichen erstrecken sich die Überstände 12a bis 12a mit den axial verlaufenden Bohrungen 10a bis lOd also in bzw. entgegen der tangentialen Richtung 14, um einen Überlapp mit den in der tangentialen Richtung 14 benachbarten Käfigsegmenten zu erreichen, der zur Verbindung mit denselben verwendet werden kann.
Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Käfigsegments 2, welches ebenfalls aus einem ersten Segmentteil 6a und einem zweiten Segmentteil 6b besteht. Auch bei dem in Figur 2 dargestellt Ausführungsbeispiel wird die Käfigtasche 4 durch die beiden miteinander verbundenen Segmentteile 6a und 6b gebildet, die dazu jeweils eine zur Form der Tasche korrespondierende Ausnehmung 13 aufweisen, die an die Kontur des Wälzkörpers angepasst ist. Anders als im in Figur 1 gezeigten Fall, wird der Überlapp, der zum Verbinden des Käfigsegments mit benachbarten Käfigsegmenten verwendet wird, dadurch erreicht, dass die beiden Segmentteile 6a und 6b sich gegenseitig nur in einem Überlappbereich entlang ihrer tangentialen Ausdehnung überdecken bzw. unmittelbar aneinander angrenzen. Zusätzlich erstrecken sich das erste und das zweite Segmentteil 6a und 6b in bzw. entgegen der tangentialen Richtung 14 über den Überlappbereich 20 hinaus. Durch diese Anordnung können sowohl die Segmentteile 6a und 6b eines einzelnen Käfigsegments 2 miteinander als auch die benachbarten Käfigsegmente untereinander verbunden werden. Dies kann vorliegend über die Bohrungen 16 erfolgen, die Stifte oder Schrauben oder dergleichen aufnehmen können. Alternativ können die Segmente bzw. die Segmentteile auch miteinander verklebt oder auf andere Art kraft-, form- oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
Wenngleich in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Taschen 4 der Käfigsegmente 2 von zwei symmetrischen Ausnehmungen 13 in den unterschiedlichen Segmentteilen 6a und 6b gebildet werden, können die entsprechenden Ausnehmungen bei alternativen Ausführungsbeispielen auch unsymmetrisch sein, d.h. für die beiden unterschiedlichen Segmentteile unterschiedliche Form haben. Für Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager kann die Ausnehmung sogar nur an einem der Segmentteile 6a oder 6b gebildet sein.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen von Käfigsegmenten kann, wie beispielsweise anhand der Aufsicht auf ein Kugellager in Figur 3 illustriert, ein Käfigsegment, ausgehend beispielsweise von dem Beispiel aus Figur 1 auch dergestalt modifiziert werden, dass dieses zwei Taschen je Segment umfasst. Dadurch kann, verglichen mit dem Beispiel in Figur 2, eine Bohrung, die zum Verbinden der Käfigsegmente bzw. der Segmentteile untereinander erforderlich, ist gespart werden.
Figur 3 zeigt dabei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Käfigsegmente im eingebauten Zustand in einem Radiallager bzw. in einem Kugellager. Das Radiallager weist einen Innenring 30 und einem Außenring 32 auf, der in der radialen Richtung 34 vom Innenring 30 entfernt und konzentrisch zu diesem angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 30 und dem Außenring 32 laufen die Wälzkörper, vorliegend Kugeln, die mittels Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Käfigsegmente 2 geführt werden. Die Käfigsegmente 2 weisen jeweils zwei Käfigtaschen 4 auf und sind mit den jeweils benachbarten Käfigsegmenten über eine Verbindungsbohrung 36 verbunden, die sich axial durch Überstände der Käfigsegmente 2 erstreckt, wie anhand von Figur 1 bereits erläutert wurde.
Weitere Bohrungen 38 befinden sich jeweils etwa in der Mitte der einzelnen Segmente 2 und dienen dem Verstärken der Verbindung der Segmentteile 6a und 6b der einzelnen Käfigsegmente untereinander.
Zusammengefasst können Ausführungsbeispiele der Erfindung sowohl als schultergeführte wie auch als wälzkörpergeführte Varianten eingesetzt werden. Um sowohl ein einfacheres Handling des Käfigs, wie auch die sichere Führung des Wälzkörpers in der Käfigtasche zu ermöglichen, besteht der Kunststoffkäfig für Wälzlager aus einzelnen Käfigsegmenten, welche zu einem Käfig zusammengefügt werden. Ein Käfigsegment kann mit einer unterschiedlichen Anzahl von Käfigtaschen ausgeführt werden. Dies können eine oder mehrere Käfigtaschen sein. Ein Käfig kann aus zwei oder mehrehren zusammengefügten Segmente bestehen, wobei sich in jedem Segment eine oder mehrere Käfigtaschen befinden. An beiden Enden eines Käfigsegments können Überstände mit einer axialen Bohrung angeordnet sein, mittels derer die weiteren Segmente zur Komplettierung eines Käfigs oder einer Käfighälfte ausgerichtet und befestigt werden können. In Umfangsrichtung betrachtet folgt auf jede Käfigtasche eine Querbohrung zur Verbindung der Käfigsegmente sowie der Käfighälften. Im Einbaufall sind die einzelnen Käfigsegmente im Lager zu einem Käfig zusammengefügt. Z.B. gegenüber dem Kunststoff-Schnappkäfig für Kugellager, hat die Käfigvariante, bestehend aus einzelnen Segmenten, den Vorteil, dass die Performance des Lagers auch bei hohen Schiefstellungen gewährleistet ist.
Figur 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Montieren eines Wälzlagers, umfassend:
In einem Bereitstellungsschritt 50, Bereitstellen eines ersten Segmentteils und eines zweiten Segmentteils eines Käfigsegments, welches mindestens eine Tasche für einen Wälzkörper aufweist und aus einem ersten Segmentteil und aus einem zweiten Segmentteil besteht, wobei das zweite Segmentteil in einer axialen Richtung an das erste Segmentteil angrenzt und mit diesem form-, kraft- oder stoffschlüssig verbindbar ist.
In einem Füllschritt 52, Anordnen eines Wälzkörpers zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinneming des Wälzlagers;
In einem ersten Ausrichtungsschritt 54, Anordnen des ersten Segmentteils zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinneming des Wälzlagers, sodass sich der Wälzkörper in einer Ausnehmung für die Tasche in dem ersten Segmentteil befindet.
In einem zweiten Ausrichtungsschritt 56, Anordnen des zweiten Segmentteils auf der dem ersten Segmentteil in der axialen Richtung gegenüberliegenden Seite des Wälzkörpers.
In einem Verbindungsschritt 58, form-, kraft- oder stoffschlüssiges Verbinden des ersten und des zweiten Segmentteils.
Bezugszeichenliste
2 Käfigsegment
4 Tasche
6a erstes Segmentteil
6b zweites Segmentteil
8 axiale Richtung
10a -1 Od Bohrung
12a- 12d Überstand
14 tangentiale Richtung
13 Ausnehmung
16 Bohrung
30 Innenring
32 Außenring
34 radiale Richtung
36 Verbindungsbohrung
38 weitere Bohrung
50 Bereitstellungsschritt
52 Füllschritt
54 erster Ausrichtungsschritt 56 zweiter Ausrichtungsschritt 58 Verbindungs schritt

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Segmentkäfig und Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers
1. Käfigsegment (2) für ein Wälzlager, wobei das Käfigsegment (2) mindestens eine Tasche (4) für einen Wälzkörper aufweist und ein erstes Segmentteil (6a) und ein zweites Segmentteil (6b) umfasst, wobei das zweite Segmentteil (6b) in einer axialen Richtung (8) an das erste Segmentteil (6a) angrenzt und mit diesem form-, kraft- oder stoffschlüssig verbunden ist.
2. Käfigsegment (2) gemäß Anspruch 1, das entlang einer zur axialen Richtung (8) senkrechten tangentialen Richtung (14) an beiden Seiten der Tasche (4) eine Befestigungs Vorrichtung (lOa-d, 12a-d; 16; 36) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass mittels der Befestigungs Vorrichtung (lOa-d, 12a-d;16; 36) das erste (6a) mit dem zweiten Segmentteil (6b) verbindbar ist.
3. Käfigsegment (2) gemäß Anspruch 1, bei dem die Befestigungs Vorrichtung (lOa-d, 12a-d; 16; 36) ferner ausgebildet ist, um das Käfigsegment (2)mit einem in der tangentialen Richtung (14) angrenzenden weiteren Käfigsegment zu verbinden.
4. Käfigsegment (2) gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem die Befestigungsvorrichtung (lOa-d, 12a-d; 16; 36) eine Bohrung (lOa-d; 22; 36) umfasst, die sich in der axialen Richtung (8) durch das Käfigsegment (2)erstreckt.
5. Käfigsegment (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tasche (4) in einer Axialebene vollständig von einem Material des Käfigsegments (2) umschlossen ist.
6. Käfigsegment (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Käfigsegment (2) aus einem Kunststoff besteht.
7. Käfigsegment (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Segmentteil (6a) in der tangentialen Richtung (14) von der Tasche (4) beabstandet zusätzlich eine Ausnehmung (13) für eine zweite Tasche aufweist und bei dem das zweite Segmentteil (6b) in der zur tangentialen Richtung entgegengesetzten Richtung von der Tasche (4) beabstandet zusätzliche eine Ausnehmung (13) für eine dritte Tasche aufweist.
8. Wälzlager mit zumindest einem Wälzkörper und einem Käfigsegment (2)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wälzkörper in der Tasche (4) des Käfigsegments (2) angeordnet ist.
9. Wälzlager gemäß Anspruch 8, bei dem der Wälzkörper eine Kugel ist.
10. Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers, umfassend:
Bereitstellen eines Käfigsegments (2), welches mindestens eine Tasche (4) für einen Wälzkörper aufweist und ein erstes Segmentteil (6a) und ein zweites Segmentteil (6b) umfasst, wobei das zweite Segmentteil (6b) in einer axialen Richtung (8) an das erste Segmentteil (6a) angrenzt und mit diesem form-, kraft- oder stoffschlüssig verbindbar ist;
Anordnen eines Wälzkörpers zwischen einem Lageraußenring (32) und einem Lagerinneming (30) des Wälzlagers;
Anordnen des ersten Segmentteils (6a) zwischen dem Lageraußenring (32) und dem Lagerinneming (30) des Wälzlagers, sodass sich der Wälzkörper in einer zu der Tasche (4) korrespondierenden Ausnehmung (13) in dem ersten Segmentteil (6a) befindet;
Anordnen des zweiten Segmentteils (6b) auf der dem ersten Segmentteil (6a) in der axialen Richtung (8) gegenüberliegenden Seite des Wälzkörpers; und form-, kraft- oder stoffschlüssiges Verbinden des ersten (6a) und des zweiten Segmentteils (6b).
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