WO2014095732A1 - Wälzlager - Google Patents

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WO2014095732A1
WO2014095732A1 PCT/EP2013/076718 EP2013076718W WO2014095732A1 WO 2014095732 A1 WO2014095732 A1 WO 2014095732A1 EP 2013076718 W EP2013076718 W EP 2013076718W WO 2014095732 A1 WO2014095732 A1 WO 2014095732A1
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cage
rolling
rolling bearing
bearing according
coupling element
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Sabine Hofmann
Baozhu Liang
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    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
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    • F16C33/4664—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages with more than three parts, e.g. two end rings connected by individual stays

Definitions

  • the invention relates to a roller bearing having at least one inner ring and at least one outer ring, wherein a number of rolling elements are arranged between the bearing rings, wherein the rolling elements are held by a cage, wherein the cage consists of a number of cage segments, each cage segment two rolling elements at least two adapted to the shape of the rolling body contact surfaces touched, without framing the Wälz- body, wherein at least one fastening element is arranged on each cage segment, wherein the cage segments are at least temporarily connectable via a coupling element, for which the coupling element is brought into engagement with the fastening elements, wherein each cage segment at its axial ends in each case has an end element with an end face for the axial bearing of the rolling body and wherein the two end elements arranged axially end connected to a carrier element (connecting bar) verbun are and wherein the carrier element at least one guide element is arranged, which has a shape adapted to the rolling body contact surface.
  • a rolling bearing of this type discloses WO 2012/092107
  • Another rolling bearing is known from WO 2012/076583 A2.
  • the cage is formed by a number of cage segments. This has the advantage that a particularly good suitability for large tapered roller bearings and the loads occurring here especially. which can be well received. Furthermore, the individual cage segments can be mounted well; At the same time, a low cage weight can be achieved.
  • the formation of the cage segments enables a secure reception of the rolling element and a reliable guidance of the cage segment on the rolling element.
  • the cage segments do not come into contact with the intended use; they are not connected.
  • Each tapered roller is surrounded by a frame-like structure, which is formed by the cage segment.
  • the invention is based on the object of developing a generic bearing so that the mentioned disadvantages can be eliminated or reduced. Accordingly, the handling of the bearing, in particular during its assembly, should be improved or facilitated in a simple manner. Furthermore, a generic camp should be trained so that an even cheaper production is possible; equally, the flexibility of use is to be increased. Finally, a reliable guidance of the cage segment should be ensured.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that a radially inner end of the at least one guide element of the raceway of the inner ring has a greater distance than the distance between the radially inner end of the end member and a shoulder surface on the inner ring.
  • the coupling element is preferably a tensile forces transmitting, but largely limp component. This is especially thought of a rope.
  • the fastening elements are preferably designed as eyelets, through which the coupling element can be threaded.
  • the fasteners are preferably integrally formed on the cage segment.
  • fastening elements are each formed as two cooperating hook-shaped elements, which engage the coupling element at opposite peripheral portions.
  • the cage segment is preferably formed as a one-piece component. It may alternatively be composed of several interconnected parts.
  • the cage segments made of a material whose coefficient of thermal expansion has a value which is within a tolerance band of +/- 15%, compared with the coefficient of thermal expansion of steel.
  • a material that has this property in particular cast iron has proven that is used with advantage.
  • the rolling bearing is in particular a roller bearing, preferably a tapered roller bearing, a cylindrical roller bearing or a spherical roller bearing.
  • a further development provides that at least one spacer element is arranged on or on the coupling element.
  • the spacer element also serves to keep the distance between two adjacent cage segments constant. Accordingly, therefore, spacer elements are provided which are mounted on the rope and arranged between two cage segments in order to keep the cage segments in the circumferential direction at a defined distance. The possibility of movement of the individual cage segments relative to each other and in the circumferential direction can be defined or adjusted. Accordingly, the invention is based on a preferably roller-guided cage segment.
  • the cage segments represent spacers between two rolling elements.
  • the cage segments (cage spacers) thus serve only as separating elements between the rolling elements.
  • the cage segments are installed alternately with the rolling elements in the camp; Accordingly, the number of cage segments corresponds to that of the rolling elements.
  • the intended coupling element creates a captive bond between the rolling elements and the cage on the inner ring.
  • the end elements are provided with their end faces, which form an axial stop or an axial support for the rolling elements.
  • the end element is formed symmetrically to a radially extending and the axis having plane. It is also possible that the end element with its end face only - seen in the circumferential direction - extends to one side and consequently represents an axial abutment only for a single rolling element.
  • the axial bearing for the adjacent rolling element is then formed by the end element of the adjacent cage segment.
  • the guide elements on the cage segment which serve to guide the rolling elements, preferably have a nikabschmttsförmige concave surface to produce a suitable contact between the rolling element and the cage member. In addition, this can prevent falling out of the rolling elements in the radial direction, as soon as the composite of rolling elements, cage and inner ring is made.
  • the flexibility of the roll cage composite is advantageously increased. The proposed solution thus further increases the degree of flexibility of the cage system. Furthermore, it is possible to reduce costs, since injection molding tools can be used, which require a smaller space than in previously known solutions.
  • Another aspect of the present invention relates to the choice of materials for the cage segments. This is preferably chosen so that the material of the cage segment has a similar coefficient of thermal expansion as steel.
  • the selected material of the retainer segment in this case should be a thermal expan- sion coefficient of 10 x 10 -6 to 13 x 10 -6 1 / K are (in the case of steel it is at 11, 5 x 10 -6 1 / K).
  • cast iron has proven to be a material for the cage segments; this material fulfills the condition mentioned.
  • the embodiment of the invention provides the ability to disassemble the bearing for installation, ie in the case of tapered roller bearings to separate the inner ring plus set of rollers from the outer ring, without the bearing components fall apart.
  • the cage segments are therefore self-retaining.
  • the invention provides that the cage segments are provided with an additional holding device, which serves to connect the individual segments to one another and thus prevents the roller-cage composite from being able to detach from the inner ring in the assembled state.
  • holding devices are therefore preferably attached to the end faces of the cage segments, as explained above
  • a rope can be attached.
  • the rope can remain installed only until the final assembly of the bearing is carried out; it can then be removed because it is not needed for the operation of the warehouse. But it can also be provided in the same way that the rope remains permanently mounted.
  • the rope as a coupling element is preferred, but other solutions are conceivable, for example, a screw which is effectively arranged between two adjacent cage segments.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cage segment of a cage of a tapered roller bearing
  • Fig. 2 is a radial section through a tapered roller bearing, wherein between two tapered rollers, a cage segment of FIG. 1 is arranged, and
  • Fig. 3 is an end view of a number of tapered rollers with arranged between them cage segments.
  • the rolling bearing 1 comprises an inner ring 2 and an outer ring 3, which can rotate relative to one another, wherein rolling elements 4 between the rings.
  • rolling elements 4 in this case tapered rollers - are arranged.
  • the rolling elements 4 are held by a cage.
  • the axial direction a of the rolling elements 4, the radial direction r of the rolling elements 4 and the circumferential direction U are indicated.
  • the cage is not formed in one piece, but it is formed by a number of separate cage segments 5.
  • a cage segment 5 is shown in perspective in Fig. 1.
  • the cage segment 5 is symmetrical with respect to a center plane extending in the radial direction r and having the axis a.
  • each cage segment 5 consists of a beam-like support member 16, on which in the embodiment, two radially outwardly arranged guide elements 17 and a radially inner guide element 18 are arranged.
  • the guide elements 17, 18 have concave Kunststofffi Stahlen 6, 7 and 8, which are adapted to the shape of the rolling elements 4 at the respective location.
  • fastening elements 9 and 10 are formed on the axial ends 12 and 13 (see FIG , which are formed in the embodiment as eye-shaped projections on the axial ends of the cage segment 5.
  • a coupling element 11 is retracted in the form of a rope (shown with dashed lines in Fig. 3). After tensioning the rope 11, a composite of the individual cage segments 5 is present, so that the captive composite of cage elements 5 together with rolling elements 4 and inner ring 2 is made, even if the outer ring 3 is removed.
  • the fastening elements 9 and 10 are formed as a complete eyelet. But it can also be provided that a different configuration is chosen here.
  • the fastening elements 9, 10 can be formed as a broken eyelet, so that the cable 11 can be hooked from the side.
  • the cage elements 5 each have an end element 14 in the region of their axial ends 12, 13, which forms an end face 15 (see FIG Rolling 4 is formed and provided. This prevents the cage segment 5 from slipping axially out of the bearing 1 (when the cable 11 is removed).
  • the individual cage segments 5 are guided by rollers. In the case of a tilting of a cage segment 5, this can rest in the region of the axial ends 12, 13 with the radially inward end 21 of the end element 14 against a shoulder surface 22 of the inner ring 2 and thus be guided (see FIG.
  • the resulting distance X between radially inner end 19 and shoulder surface 22 is chosen to be less than the distance Y between the radially inner end 19 of the guide member 18 and the raceway 20 of the inner ring. 2
  • spacer elements 23 can be provided. These spacers 23 are formed in the embodiment in the manner of an O-ring, pushed onto the cable 11 and cause a relative displacement in the circumferential direction U between the cable 11 and the fastener 9, 10 is prevented.
  • the spacer can be made, for example, as a sleeve, which is pushed onto the cable 11; the longitudinal extent of said sleeve is chosen such that the fastening elements 9, 10 of two adjacent cage segments 5 are held at a defined distance. Accordingly, the cage segments can not "push together" in the circumferential direction.
  • each guide element 17, 18 has two contact surfaces 6, 7 and 8, respectively. This results from the fact that a guide element 17, 18 must have contact surfaces for the two adjacent rolling elements 4. In the exemplary embodiment, therefore, there are three guide elements with six contact surfaces.
  • a cage segment 5 which has a single guide element which then has two contact surfaces facing away from one another.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) mit mindestens einem Innenring (2) und mindestens einem Außenring (3), wobei zwischen den Lagerringen (2, 3) eine Anzahl Wälzkörper (4) angeordnet sind, wobei die Wälzkörper (4) durch einen Käfig gehalten werden und wobei der Käfig aus einer Anzahl Käfigsegmenten (5) besteht. Um bei geringen Kosten eine flexible Käfiglösung zu schaffen, sieht die Erfindung vor, dass jedes Käfigsegment (5) zwei Wälzkörper (4) an mindestens zwei der Form des Wälzkörpers (4) angepassten Kontaktflächen (6, 7, 8) berührt, ohne den Wälzkörper (4) rahmenartig einzufassen, wobei an jedem Käfigsegment (5) mindestens ein Befestigungselement (9, 10) angeordnet ist und wobei die Käfigsegmente (5) über ein Kopplungselement (11) zumindest zeitweise verbindbar sind, wozu das Kopplungselement (11) mit den Befestigungselementen (9, 10) in Eingriff gebracht wird.

Description

B e s c h r e i b u n g
Wälzlager Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit mindestens einem Innenring und mindestens einem Außenring, wobei zwischen den Lagerringen eine Anzahl Wälzkörper angeordnet sind, wobei die Wälzkörper durch einen Käfig gehalten werden, wobei der Käfig aus einer Anzahl Käfigsegmenten besteht, wobei jedes Käfigsegment zwei Wälzkörper an mindestens zwei der Form des Wälzkörpers angepassten Kontaktflächen berührt, ohne den Wälz- körper rahmenartig einzufassen, wobei an jedem Käfigsegment mindestens ein Befestigungselement angeordnet ist, wobei die Käfigsegmente über ein Kopplungselement zumindest zeitweise verbindbar sind, wozu das Kopplungselement mit den Befestigungselementen in Eingriff gebracht wird, wobei jedes Käfigsegment an seinen axialen Enden jeweils ein Endelement mit einer Stirnfläche zur axialen Anlage des Wälzkörpers aufweist und wobei die beiden axial endseitig angeordneten Endelemente mit einem Trägerelement (Verbindungsbalken) miteinander verbunden sind und wobei am Trägerelement mindestens ein Führungselement angeordnet ist, das eine der Form des Wälzkörpers angepasste Kontaktfläche aufweist. Ein Wälzlager dieser Art offenbart die WO 2012/092107 AI. Ähnliche Lösungen zeigen die WO 2011/031931 AI, die JP 0924 2759 A, die DE 69 18 881 U und die US 2 534 379.
Ein anderes Wälzlager ist aus der WO 2012/076583 A2 bekannt. Statt eines klassischen einstückigen Lagerkäfigs wird hier - wie bei den oben genannten Lösungen - der Käfig durch eine Anzahl Käfigsegmente gebildet. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders gute Eignung für große Kegelrollenlager besteht und die hier auftretenden Belastungen beson- ders gut aufgenommen werden können. Des Weiteren können die einzelnen Käfigsegmente gut montiert werden; gleichzeitig kann ein geringes Käfiggewicht erreicht werden. Die Ausbildung der Käfigsegmente ermöglicht eine sichere Aufnahme des Wälzkörpers und eine zuverlässige Führung des Käfigsegments am Wälzkörper. Die Käfigsegmente kom- men dabei bei bestimmungsgemäßer Benutzung nicht in Berührung; sie sind nicht miteinander verbunden. Jede Kegelrolle wird dabei von einer rahmenartigen Struktur umgeben, die durch das Käfigsegment gebildet wird.
Weitere Lösungen zeigen die DE 10 2011 004 374 AI, die DE 100 49 578 AI, die DE 36 35 261 AI, die DE 41 03 672 C2, die DE 10 2010 015 085 AI und die DE 10 2009 012 241 AI.
Nach dem Zusammenbau des Lagers muss dieses allerdings als Einheit gehandhabt werden, da der Lageraußenring und der Lagerinnenring nicht separiert werden können, ohne dass das Lager auseinanderfallen würde. Dies ergibt sich durch den konzeptionellen fehlenden Verbund der einzelnen Käfigsegmente untereinander. Das Lager muss also als komplette Einheit transportiert und verbaut werden. Dies ist unter gewissen Umständen nachteilig und schränkt die Vorteile der Käfigsegment-Bauweise ein. Des weiteren sind die Kosten bei der Herstellung der vorbekannten Käfigsegmente relativ hoch. Schließlich be- stehen hinsichtlich der Flexibilität des Einsatzes derselben gewisse Einschränkungen.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein gattungsgemäßes Lager so fortzubilden, dass die genannten Nachteile eliminiert bzw. vermindert werden können. Demgemäß soll die Handhabung des Lagers, insbesondere während dessen Montage, in einfacher Wei- se verbessert bzw. erleichtert werden. Ferner soll ein gattungsgemäßes Lager so fortgebildet werden, dass eine noch preiswertere Herstellung möglich ist; gleichermaßen soll die Flexibilität des Einsatzes erhöht werden. Schließlich soll eine zuverlässige Führung des Käfigsegments sichergestellt werden. Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein radial innenliegendes Ende des mindestens einen Führungselements von der Laufbahn des Innenrings einen größeren Abstand aufweist, als der Abstand zwischen den radial innenliegenden Ende des Endelements und einer Schulterfläche am Innenring. Das Kopplungselement ist dabei bevorzugt ein Zugkräfte übertragendes, aber weitgehend biegeschlaffes Bauteil. Hierbei ist insbesondere an ein Seil gedacht.
Die Befestigungselemente sind bevorzugt als Ösen ausgebildet, durch die das Kopplungselement durchgefädelt werden kann. Die Befestigungselemente sind dabei vorzugsweise einstückig am Käfigsegment angeformt.
Eine Alternative sieht vor, dass die Befestigungselemente als jeweils zwei zusammenwirkende hakenförmige Elemente ausgebildet sind, die das Kopplungselement an sich gegenüberliegenden Umfangsabschnitten greifen.
Das Käfigsegment ist bevorzugt als einstückiges Bauteil ausgebildet. Es kann alternativ aber auch aus mehreren miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt sein.
Es kann aus Kunststoff bestehen. Möglich ist es aber auch, dass die Käfigsegmente aus einem Material bestehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient einen Wert aufweist, der in einem Toleranzband von +/- 15 %, verglichen mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl liegt. Als Material, das diese Eigenschaft aufweist, hat sich insbesondere Gusseisen erwiesen, das mit Vorteil eingesetzt wird.
Das Wälzlager ist insbesondere ein Rollenlager, vorzugsweise ein Kegelrollenlager, ein Zylinderrollenlager oder ein Pendelrollenlager.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass an oder auf dem Kopplungselement mindestens ein Abstandselement angeordnet ist. Mit diesem kann die relative Beweglichkeit zwischen dem Kopplungselement und mindestens einem Befestigungselement in Umfangsrichtung begrenzt werden. Additiv oder alternativ dient das Abstandselement auch dazu, den Abstand zwischen zwei benachbarten Käfigsegmenten konstant zu halten. Demgemäß sind also Abstandselemente vorgesehen, die auf dem Seil aufgezogen und zwischen zwei Käfigsegmenten angeordnet sind, um die Käfigsegmente in Umfangsrichtung auf einem definierten Abstand zu halten. Die Bewegungsmöglichkeit der einzelnen Käfigsegmente relativ zueinander und in Umfangsrichtung kann so definiert bzw. eingestellt werden. Die Erfindung stellt demgemäß auf ein vorzugsweise rollengeführtes Käfigsegment ab. Im Fall von Verkippung des Käfigsegments kann dieses über die Flanken an der Stirnseite (radial innenliegendes Ende des Endelements) auf der Schulter eines Lagerringes geführt werden. Das Käfigsegment soll indes nicht auf der Laufbahn abgestützt werden. Um dies zu erreichen, muss ein definierter Abstand zwischen der (radial innenliegenden) Stirnseite des Käfigsegments (Endelement) und dem Innenring-Bord kleiner sein als der Abstand zwischen dem Stegfortsatz (Führungselement) und der Innenring-Laufbahn (s. hierzu die obige Angabe).
Die Käfigsegmente stellen Abstandshalter zwischen zwei Wälzkörpern dar. Die Käfigseg- mente (Käfig-Spacer) dienen somit lediglich als Trennelemente zwischen den Wälzkörpern. Die Käfigsegmente werden abwechselnd mit den Wälzkörpern im Lager verbaut; demgemäß entspricht die Anzahl der Käfigsegmente derjenigen der Wälzkörper.
Durch das vorgesehene Kopplungselement (Seil) entsteht ein verliersicherer Verbund zwischen Wälzkörpern und Käfig auf dem Innenring.
Um das Herausrutschen des Käfigsegments in axiale Richtung zu verhindern, sind die Endelemente mit ihren Stirnflächen vorgesehen, die einen axialen Anschlag bzw. eine axiale Abstützung für die Wälzkörper bilden.
Dabei ist es nicht zwingend, dass das Endelement symmetrisch zu einer radial verlaufenden und die Achse aufweisenden Ebene ausgebildet ist. Es ist auch möglich, dass das Endelement mit seiner Stirnfläche nur - in Umfangsrichtung gesehen - zu einer Seite reicht und folglich nur für einen einzigen Wälzkörper eine axiale Anlage darstellt. Die axiale Anlage für den benachbarten Wälzkörper wird dann vom Endelement des benachbarten Käfigsegments gebildet.
Die Führungselemente am Käfigsegment, die der Führung der Wälzkörper dienen, haben bevorzugt eine kreisabschmttsförmige konkave Oberfläche, um einen geeigneten Kontakt zwischen dem Wälzkörper und dem Käfigelement herzustellen. Zudem kann hierdurch das Herausfallen der Wälzkörper in radiale Richtung verhindert werden, sobald der Verbund von Wälzkörpern, Käfig und Innenring hergestellt ist. Durch den Einsatz einzelner separater Käfigsegmente wird die Flexibilität des Rollenkäfigverbunds vorteilhaft erhöht. Mit der vorgeschlagenen Lösung wird also der Grad der Flexibilität des Käfigsystems weiter erhöht. Ferner ist es möglich, die Kosten zu reduzieren, da Spritzgießwerkzeuge eingesetzt werden können, die einen kleineren Bauraum benötigen als bei vorbekannten Lösungen.
Da sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Kunststoff - aus dem die Käfigsegmente grundsätzlich gefertigt sein können - typischerweise unterscheiden, muss das Endspiel zwischen den Käfigsegmenten größer gestaltet werden, was sich für eine maximale Tragzahl nachteilig auswirken kann. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung die Werkstoffwahl für die Käfigsegmente. Dieser ist bevorzugt so gewählt, dass der Werkstoff des Käfigsegments einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Stahl hat. Das gewählte Material des Käfigsegments sollte hierbei einen Wärmedeh- nungskoeffizienten von 10 x 10~6 bis 13 x 10~6 1/K liegen (bei Stahl liegt er bei 11 ,5 x 10~6 1/K). Wie oben ausgeführt, hat sich Gusseisen als Werkstoff für die Käfigsegmente bewährt; dieses Material erfüllt die genannte Bedingung. Dies ermöglicht es, bei der Auslegung des Rollen-Endspiels engere Abstände zuzulassen, da die Wärmeausdehnung von Ringen und Käfigsegmenten ähnlich ist. Dies unterstützt eine sichere Handhabung des In- nenrings mit montiertem Rollensatz, aber ohne Außenring. Die Verwendung eines solchen Werkstoffs, der eine dem Stahl ähnliche Wärmeausdehnung hat, ermöglicht also ein geringes Endspiel innerhalb des Rolle-Käfig- Verbunds, was sowohl für das Halten der Rollen auf dem Innenring, als auch für die Leistungsfähigkeit des Lagers von Vorteil ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, das Lager für den Einbau zu zerlegen, d. h. im Falle von Kegelrollenlagern den Innenring plus Rollensatz vom Außenring zu trennen, ohne dass die Lagerkomponenten auseinanderfallen. Die Käfigsegmente sind also selbsthaltend. Die Erfindung sieht insoweit also vor, dass die Käfigsegmente mit einer zusätzlichen Haltevorrichtung versehen wird, die zur Verbindung der einzelnen Seg- mente miteinander dient und es so verhindert, dass sich der Rollen- Käfig- Verbund im zusammengebauten Zustand vom Innenring lösen kann.
Zur Verbindung der einzelnen Käfigsegmente miteinander sind also - wie erläutert - bevorzugt an den Stirnseiten der Käfigsegmente Haltevorrichtungen angebracht, an denen beispielsweise ein Seil befestigt werden kann. Durch diese Verbindung der einzelnen Käfigsegmente wird der Rollen- Käfig- Verbund hergestellt, so dass der Rollensatz samt Käfigsegmenten gesichert gegen Auseinanderfallen auf dem Lagerinnenring sitzt.
Das Seil kann dabei nur solange eingebaut bleiben, bis die endgültige Montage des Lagers durchgeführt wird; es kann dann entfernt werden, weil es für den Betrieb des Lagers nicht benötigt wird. Es kann aber auch genauso vorgesehen werden, dass das Seil permanent montiert bleibt.
Das Seil als Kopplungselement ist bevorzugt, allerdings sind auch andere Lösungen denkbar, beispielsweise eine Schraubverbindung, die zwischen zwei benachbarten Käfigsegmenten wirksam angeordnet ist.
Damit kann in vorteilhafter Weise durch das Anbringen des Kopplungselements (Seil) an den Befestigungselementen der aus Segmenten bestehende Käfig samt Rollen mit dem Lagerinnenring unverlierbar verbunden und separat zum Außenring in die Anwendung eingebaut werden. Der Einbau des Lagers wird entsprechend einfacher.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Käfigsegment eines Käfigs eines Kegelrollenlagers,
Fig. 2 einen Radialschnitt durch ein Kegelrollenlagers, wobei zwischen zwei Kegelrollen ein Käfigsegment nach Fig. 1 angeordnet ist, und
Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht einer Anzahl Kegelrollen mit zwischen ihnen angeordneten Käfigsegmenten.
In den Figuren ist für die Anwendung in einem Kegelrollenlager das erfindungsgemäße Konzept illustriert.
In Fig. 2 ist zu sehen, dass das Wälzlager 1 einen Innenring 2 und einen Außenring 3 um- fasst, die relativ zueinander drehen können, wobei zwischen den Ringen Wälzkörper 4 - vorliegend Kegelrollen - angeordnet sind. Die Wälzkörper 4 werden von einem Käfig gehalten.
In den Figuren sind die axiale Richtung a der Wälzkörper 4, die radiale Richtung r der Wälzkörper 4 sowie die Umfangsrichtung U angegeben.
Der Käfig ist nicht einstückig ausgebildet, sondern er wird durch eine Anzahl separater Käfigsegmente 5 gebildet. Ein solches Käfigsegment 5 ist in Fig. 1 perspektivisch dargestellt. Das Käfigsegment 5 ist bezüglich einer sich in radiale Richtung r erstreckende und die Achse a aufweisende Mittenebene symmetrisch. Hiernach besteht jedes Käfigsegment 5 aus einem balkenartigen Trägerelement 16, an dem im Ausführungsbeispiel zwei radial außenliegend angeordnete Führungselemente 17 und ein radial innenliegendes Führungselement 18 angeordnet sind. Die Führungselemente 17, 18 weisen konkave Kontaktfiächen 6, 7 und 8 auf, die der Form der Wälzkörper 4 an der jeweiligen Stelle angepasst sind.
Damit die Wälzkörper 4 in der Käfiganordnung, bestehend aus den einzelnen Käfigsegmenten 5, auch bei demontiertem Außenring 3 zusammen mit dem Innenring 2 einen unverlierbaren Verbund bilden, ist an den axialen Enden 12 und 13 (s. Fig. 1) Befestigungselemente 9 und 10 angeformt, die im Ausführungsbeispiel als ösenförmige Anformungen an den axialen Enden des Käfigsegments 5 ausgebildet sind. Durch die ösenförmigen Befestigungselemente 9, 10 ist ein Kopplungselement 11 in Form eines Seils eingezogen (dargestellt mit gestrichelten Linien in Fig. 3). Nach Spannen des Seils 11 liegt ein Verbund der einzelnen Käfigsegmente 5 vor, so dass der unverlierbare Verbund von Käfigelementen 5 samt Wälzkörpern 4 und Innenring 2 hergestellt ist, auch wenn der Außenring 3 entfernt ist.
Im Ausführungsbeispiel sind die Befestigungselemente 9 und 10 als vollständige Öse ausgebildet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass hier eine andere Ausgestaltung gewählt wird. Insbesondere können die Befestigungselemente 9, 10 als unterbrochene Öse ausge- bildet werden, so dass das Seil 11 von der Seite aus eingehakt werden kann.
Um einen axialen Verbund zwischen Käfigsegmenten 5 und Wälzkörpern 4 sicherzustellen, weisen die Käfigelemente 5 im Bereich ihrer axialen Enden 12, 13 jeweils ein Endelement 14 auf, das eine Stirnfläche 15 (s. Fig. 1) bildet, die zur axialen Anlage der Wälzkörper 4 ausgebildet und vorgesehen ist. Damit wird verhindert, dass das Käfigsegment 5 axial aus dem Lager 1 herausrutschen kann (wenn das Seil 11 entfernt ist).
Die einzelnen Käfigsegmente 5 sind rollengeführt. Im Falle einer Verkippung eines Kä- figsegments 5 kann dieses im Bereich der axialen Enden 12, 13 mit dem radial innenliegenden Ende 21 des Endelements 14 an einer Schulterfläche 22 des Innenrings 2 anliegen und somit geführt werden (s. hierzu Fig. 2). Der sich hier ergebende Abstand X zwischen radial innenliegendem Ende 19 und Schulterfläche 22 ist dabei geringer gewählt, als der Abstand Y zwischen dem radial innenliegenden Ende 19 des Führungselements 18 und der Laufbahn 20 des Innenrings 2.
In Fig. 3 ist noch folgendes zu erkennen: Exemplarisch ist für nur eine einzige Umfangs- stelle des Lagers skizziert, dass Abstandselemente 23 vorgesehen werden können. Diese Abstandselemente 23 sind im Ausführungsbeispiel nach Art eines O-Ring ausgebildet, auf das Seil 11 aufgeschoben und bewirken, dass eine relative Verschieblichkeit in Umfangs- richtung U zwischen dem Seil 11 und dem Befestigungselement 9, 10 verhindert wird. Genauso kann das Abstandselement beispielsweise als Hülse ausgeführt werden, die auf das Seil 11 aufgeschoben wird; die Längserstreckung besagter Hülse ist dabei so gewählt, dass die Befestigungselemente 9, 10 zweier benachbarter Käfigsegmente 5 auf einem defmier- ten Abstand gehalten werden. Die Käfigsegmente können sich demgemäß nicht in Um- fangsrichtung„zusammenschieben".
Zur genauen Zählung der Führungselemente 17, 18 und der Kontaktflächen 6, 7, 8 sei folgendes bemerkt: Zwingend ist lediglich eines der Führungselemente 17 bzw. 18. Es kann ausreichend sein, ein Führungselement 17 vorzusehen, das mittig auf dem Trägerelement 16 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Führungselemente 17 und ein Führungselement 18 vorgesehen. Jedes Führungselement 17, 18 hat zwei Kontaktflächen 6, 7 bzw. 8. Dies ergibt sich daraus, dass ein Führungselement 17, 18 Anlaufflächen für die beiden benachbarten Wälzkörper 4 aufweisen muss. Im Ausführungsbeispiel liegen also drei Führungselemente mit sechs Kontaktflächen vor.
Indes ist als minimale Lösung ein Käfigsegment 5 vorzusehen, das ein einziges Führungselement aufweist, das dann zwei voneinander weg weisende Kontaktflächen hat. Bezugszeichenliste
1 Wälzlager
2 Innenring
3 Außenring
4 Wälzkörper
5 Käfigsegment
6 Kontaktfläche
7 Kontaktfläche
8 Kontaktfläche
9 Befestigungselement
10 Befestigungselement
1 1 Kopplungselement (Seil)
12 axiales Ende
13 axiales Ende
14 Endelement
15 Stirnfläche
16 Trägerelement
17 Führungselement
18 Führungselement
19 radial innenliegendes Ende des Führungselements
20 Laufbahn des Innenrings
21 radial innenliegendes Ende des Endelements
22 Schulterfläche
23 Abstandselement
U Umfangsrichtung
a axiale Richtung
r radiale Richtung
X Abstand
Y Abstand

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Wälzlager
1. Wälzlager (1) mit mindestens einem Innenring (2) und mindestens einem Außenring (3), wobei zwischen den Lagerringen (2, 3) eine Anzahl Wälzkörper (4) angeordnet sind, wobei die Wälzkörper (4) durch einen Käfig gehalten werden, wobei der Käfig aus einer Anzahl Käfigsegmenten (5) besteht, wobei jedes Käfigsegment (5) zwei Wälzkörper (4) an mindestens zwei der Form des Wälzkörpers (4) angepassten Kontaktflächen (6, 7, 8) berührt, ohne den Wälzkörper (4) rahmenartig einzufassen, wobei an jedem Käfigsegment (5) mindestens ein Befestigungselement (9, 10) angeordnet ist, wobei die Käfigsegmente (5) über ein Kopplungselement (11) zumindest zeitweise verbindbar sind, wozu das Kopplungselement (11) mit den Befestigungselementen (9, 10) in Eingriff gebracht wird, wobei jedes Käfigsegment (5) an seinen axialen Enden (12, 13) jeweils ein Endelement (14) mit einer Stirnfläche (15) zur axialen Anlage des Wälzkörpers (4) aufweist und wobei die beiden axial endseitig (12, 13) angeordneten Endelemente (14) mit einem Trägerelement (16) miteinander verbunden sind und wobei am Trägerelement (16) mindestens ein Führungselement (17, 18) angeordnet ist, das eine der Form des Wälzkörpers (4) angepasste Kontaktfläche (6, 7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial innenliegendes Ende (19) des mindestens einen Führungselements (18) von der Laufbahn (20) des Innenrings (2) einen größeren Abstand (Y) aufweist, als der Abstand (X) zwischen den radial innenliegenden Ende (21) des Endelements (14) und einer Schulterfläche (22) am Innenring (2). Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (11) ein Zugkräfte übertragendes, aber weitgehend biegeschlaffes Bauteil ist.
Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (11) ein Seil ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (9, 10) als Ösen ausgebildet sind, durch die das Kopplungselement (11) durchgefädelt werden kann.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (9, 10) einstückig am Käfigsegment (5) angeformt sind.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Käfigsegment (5) als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Käfigsegment (5) aus Kunststoff besteht.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsegmente (5) aus einem Material bestehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient einen Wert aufweist, der in einem Toleranzband von +/- 15 %, verglichen mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl liegt, wobei die Käfigsegmente (5) insbesondere aus Gusseisen bestehen.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Rollenlager ist, vorzugsweise ein Kegelrollenlager, ein Zylinderrollenlager oder ein Pendelrollenlager.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an oder auf dem Kopplungselement (11) mindestens ein Abstandselement (23) angeordnet ist.
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