WO2017186210A1 - Käfigsegment eines zylinderrollenlagers - Google Patents

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WO2017186210A1
WO2017186210A1 PCT/DE2017/100224 DE2017100224W WO2017186210A1 WO 2017186210 A1 WO2017186210 A1 WO 2017186210A1 DE 2017100224 W DE2017100224 W DE 2017100224W WO 2017186210 A1 WO2017186210 A1 WO 2017186210A1
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roller bearing
cylindrical roller
cage
webs
cage segment
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PCT/DE2017/100224
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English (en)
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Reinhard Rumpel
Hermann Geyer
Christoph Meder
Michael Bernutz
Jürgen Lechner
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a cage segment of a cylindrical roller bearing having two side plates and two webs which are fixedly connected to each other, wherein the side plates and the webs form a complete pocket for receiving a rolling element, wherein the webs parallel to the axis of rotation of the rolling elements of the cylindrical roller bearing extend, in which the two side plates extend on either side of the complete pocket in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing, each with a free leg so far that each two free legs together with one of the two webs each form a half pocket for receiving an immediately adjacent rolling element, and in which pointing the free legs in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing oriented at an offset angle radially inwardly.
  • Cylindrical roller bearings usually consist of an inner ring, an outer ring and a plurality of arranged between these races rolling elements.
  • the rolling elements are usually performed in a bearing cage.
  • the bearing cages are often designed as bolt cages or as window cages.
  • a bolt cage comprises two complete side rings and a plurality of circumferentially equally distributed between the side rings arranged bolt. On the bolt each provided with a central bearing bore rolling elements is rotatably mounted.
  • a window cage also has two complete side rings and a plurality of circumferentially equally distributed between the side rings arranged axial webs.
  • the side rings and the axial webs include several commonly referred to as windows or pockets spaces in each of which a cylindrical rolling element is guided.
  • a window cage may also be formed of cage segments, which are either connected to each other or at least in the circumferential direction of the cage in contact with each other.
  • cage segments are also known, which are arranged without being in contact with each other as separation and guide elements between the rolling elements.
  • the side windows are connected to each other via the axial web, but are not in contact with the side windows of the circumferentially adjacent cage segments.
  • the side windows are used for lateral guidance of the respective cage segment over the guided in one of the races in sideboards rolling elements and have at their radial edges in each case a bulge for sliding on the raceways of the races on.
  • a box-shaped cage segment of a rolling bearing is disclosed in DE 10 201 1 087 864 A1, in which two provided with fork-shaped guide bodies Axialstege end are connected to each other via a respective peripheral ridge.
  • a rolling element is arranged in each case within the cage segment, and two other rolling elements lie on the circumference of the roller bearing on the outside, in each case on one of the axial webs of the cage segment.
  • rolling elements are arranged in the respective rolling bearing thus circumferentially alternately each guided within a cage segment rolling elements and a frontally guided between two cage segments rolling elements are arranged.
  • the packing density of the rolling elements in the rolling bearing is limited by the arrangement of the guide bodies on the axial webs and, for example, lower than in the case of corresponding roller bearings with bolt cages.
  • DE 10 2013 207 301 A1 and DE 10 2013 220 833 A1 disclose cage segments of roller bearings, each of which has two side disks approximately halfway around the two rolling elements, which are connected to one another via a radially aligned, flat axial web.
  • On the axial web of the respective cage segment guide body with stop surfaces for guiding the associated rolling elements are arranged.
  • the side windows are provided for this purpose with radially outer bulges or contact elements in the cage segment according to DE 10 2013 220 833 A1.
  • the circumferential packing density of the rolling elements is also limited to rolling bearings, which are provided with these versions of the cage segments. Since the cage segments are in the assembled state of the respective rolling bearing but in the circumferential direction of the rolling bearing facing end faces with the adjacent cage segments in contact, a uniform distribution of the rolling elements over the circumference is ensured in the corresponding rolling bearings.
  • unpublished DE 10 2015 200 381 A1 proposes a cage segment of a rolling bearing similar to the cage segment according to DE 10 2013 220 833 A1, in which the side windows are connected to one another by two round bolts arranged radially staggered.
  • the axial webs formed in this way are used on the one hand for connecting the two side windows and on the other hand for Guide the two associated rolling elements. Due to the free space between the round bolts, equipped with such cage segments bearings has increased packing density of the rolling elements and thus a higher load rating. Due to the relatively large contact surfaces between the round bolt and the rolling elements, however, an unfavorably high rolling resistance and increased wear can result.
  • a generic cage for a rolling bearing which is composed of a plurality of single-pocket segments, each of these Eintaschensegmente receives a rolling element.
  • Such Eintaschensegment consists of two mutually parallel side plates and two aligned parallel to the longitudinal axis of the respective rolling body plate-shaped webs, wherein the side plates and the webs are firmly connected.
  • the plate-shaped webs At the mutually facing surfaces of the side plates contact elements for the frontal starting of the respective rolling elements are formed, and the plate-shaped webs each have in the circumferential direction of the cage directed projections on which radial contact surfaces are formed for the respective rolling elements.
  • a cage segment has already been proposed in the non-prepublished DE 10 2015 219 277.9, which has two side plates and two webs which are fixedly connected to each other, wherein the two webs extend parallel to the axis of rotation of the rolling elements of the rolling bearing, and wherein the two side plates and the webs form a pocket for receiving a rolling element.
  • this cage segment is further provided that extend the two side plates on both sides of the pocket in the circumferential direction of the bearing so far that they together with one of the two webs each form a half pocket for receiving an immediately adjacent rolling element.
  • the cage segment therefore has a complete pocket and two half pockets which are open in the circumferential direction of the rolling bearing.
  • This cage segment can be used to form cages, which are used for example in cylindrical roller bearings, tapered roller bearings and spherical roller bearings. Since such a cage segment, which is known from DE 10 2015 219 277.9, can accommodate and guide more than just one rolling body, and at the same time is shorter in terms of its dimensions in the circumferential direction of the rolling bearing than a generic cage segment with three or more complete pockets, This is relatively easy to handle, especially in the assembly of large bearings.
  • a segment cage which is constructed from a plurality of cage segments, each with only one pocket for receiving in each case now a rolling element, with the said cage segment, the number of required in a rolling bearing halved cage segments.
  • the number of required in a rolling bearing halved cage segments.
  • an axial pocket play as well as a pocket play effective in the circumferential direction of the rolling bearing can be easily set in each pocket and half pocket of the cage segment.
  • This ensures a pinch-free operation of a cage constructed with such cage segments in a roller bearing.
  • This contributes not insignificantly that the rolling elements used in the two half-pockets of the cage segment are indeed axially guided at the end faces, but seen in the circumferential direction of the bearing only on one side.
  • the cage segment known from DE 10 2015 219 277.9 can move freely in all operating situations of the rolling bearing in the region of the axial clearance and the radial clearance, so that a low friction development and therefore a low degree of wear is to be expected on this and on the associated rolling elements ,
  • the known cage segment can be produced in one piece or be composed of several individual parts. It can be made of a metal or plastic and produced for example by a steel casting process, by sintering, by a powder bed production, by means of an injection molding process or by means of a 3D printer.
  • the respective advantages are known to the person skilled in the art.
  • the structural design of the cage segment known from DE 10 2015 219 277.9 allows a very small end play in the circumferential direction of a rolling bearing constructed from these cage segments, as compared to cage segments with only one pocket, the number of cage segments required to build a rolling bearing cage is significantly reduced, so that the summation of production tolerances is also smaller.
  • a further advantage of this known cage segment is that although it accommodates and guides more than just one rolling element, it nevertheless has a comparatively small ge total mass. This is particularly advantageous because to a total cage composite cage segments to each other although a slight, but not negligible game in the circumferential direction of the bearing have. This game occurs between the end faces of the immediately adjacent cage segments.
  • said cage segment with its single complete pocket and its two half pockets represents an optimal compromise between cage segments with only one pocket and with two or more pockets.
  • the cage segments of a rolling bearing by means of the rolling elements are also interlinked with each other, which is judged to be very advantageous compared to conventional cage segments with only one pocket or with several complete pockets.
  • the cage segment just described has many advantages, it is still not optimally designed.
  • the adjoining the complete pocket free leg of the cage segment in the circumferential direction of the rolling bearing pointing angled in the not However, it is not specified how this deflection is to be formed in the most advantageous manner.
  • the invention has the object of developing the known from DE 10 2015 219 277.9 cage segment so that its rotational dynamics is improved in the operation of a cylindrical roller bearing.
  • the pointing in the circumferential direction ends of the free legs of the cage segment and the orientation of the webs are to be improved so that their contact with the respective immediately adjacent cage segment whose wear on contact is minimized.
  • the contact elements on the cage segment, which come into contact with the associated rolling elements for guiding the same, should have an economically producible geometry.
  • the invention relates to a cage segment of a cylindrical roller bearing, which has two side plates and two webs which are fixedly connected to each other, wherein the side plates and the webs form a complete pocket for receiving a rolling element, in which the webs parallel to the axis of rotation of the rolling elements Cylindrical roller bearing extend, in which the two side plates on both sides of the complete pocket in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing each extend a free leg so far that each two free legs together with one of the two webs each form a half pocket for receiving an immediately adjacent rolling elements, and at the free legs are oriented in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing oriented at an offset angle to the inside radially angled.
  • this cage segment that the webs are spaced apart according to the pitch angle of the cylindrical roller bearing and are inclined such that their radially inwardly directed imaginary extension meets the axis of rotation of the cylindrical roller bearing, and that in circumferential Direction of the cylindrical roller bearing seen the length of the respective free leg is equal to or greater than half the diameter of the rolling elements.
  • the angle of division is defined as that angle which is enclosed by two radial straight lines intersecting in the axis of rotation of the cylindrical roller bearing and of which each straight line passes through the axis of rotation of one of two associated, immediately adjacent rolling elements.
  • crank angle is preferably 1 ° to 20 ° and may be selected depending on the geometry of the free end of the respective free leg of the cage segment.
  • the walls of the complete pocket formed by the webs and the walls of the two half pockets of the cage segment formed by the webs are optimally aligned with the center of rotation of the cylindrical roller bearing so that the rolling bodies arranged in the respective complete pocket or half pocket There is geometrically optimally recorded. Due to the defined length of the circumferentially extending free legs of the cage segment, the extent of a total circumferential clearance of the cage segments in the entire cage can be determined precisely. In addition, this allows the geometry and orientation of the contact surfaces at the free ends of the free legs, depending on the type and diameter of the cylindrical roller bearing are optimally selected.
  • the offset of the free legs is formed in a circular arc, and that the radius of curvature of this crank corresponds to a partial circle, which is intended radially midway between the raceway of the inner ring and the raceway of the outer ring.
  • the free end of the legs is each formed convex, and that an imaginary straight line which extends from the location of the widest extent of the convex end of the respective leg radially inward, the axis of rotation of the cylindrical roller bearing meets.
  • rod-shaped projections are formed with in the respective complete pocket or half pocket facing run-up surfaces on which the each rolling bag can be started in each complete bag or half bag arranged.
  • the rod-shaped projections can be produced comparatively easily in a correspondingly geometrically negatively formed shape in the case of a steel or plastic casting process.
  • the removal of material on these rod-shaped projections on the walls of the cage segment after the casting process can, if necessary at all, very easily and inexpensively by Wegfräsen protruding material. Because of the proposed geometry of the projections on the walls of the cage segment, relatively inexpensive injection molds for cage segments made of steel or plastic can be produced.
  • the side plates and the free legs of the cage segment have radially outwardly and / or radially inwardly projecting guide elements, which as a rounded Sliding surfaces are formed for supporting on an annular surface of the inner ring or the outer ring of the cylindrical roller bearing.
  • These radial guide elements are preferably formed on the pointing in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing free legs of the side plates.
  • the side plates, the free legs and / or the webs of the cage segment have lubricant feeds designed as bores or radial recesses, the free legs at least one each have these holes.
  • This pocket game has a directed in the axial direction and in the circumferential direction of the associated cylindrical roller bearing component.
  • the cage segment according to the invention is designed for its use in a cylindrical roller bearing in such a way that its two side plates have a greater extent in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing than in the radial direction of the cylindrical roller bearing.
  • the cage segment according to the invention is to be used to construct a needle roller cage, it is provided that the two side plates seen in the radial direction of the cylindrical roller bearing have a greater extent than in the circumferential direction of the cylindrical roller bearing.
  • the description is accompanied by a drawing with exemplary embodiments. In this shows
  • FIG. 1 shows a schematic radial plan view of a cage segment having the features of the invention according to a first embodiment for forming a cage for a cylindrical roller bearing
  • FIG. 2 the cage segment according to FIG. 1 equipped with cylindrical rolling bodies
  • FIG. 3 the cage segment according to FIG. 2 installed in an axial side view into a cylindrical roller bearing and with a first variant of the ends of its free legs
  • FIG. 3 the cage segment according to FIG. 2 installed in an axial side view into a cylindrical roller bearing and with a first variant of the ends of its free legs
  • FIG. 2 shows the cage segment according to FIG. 2 in an axial side view with a second variant of the ends of its free legs, FIG.
  • Fig. 5 is a schematic side view of two formed according to FIG. 4 cage segments, which are arranged to form a rolling bearing cage immediately behind one another, and
  • Fig. 6 is a perspective view of a cage segment according to the invention for forming a cage for a cylindrical roller bearing according to a second embodiment, are formed on the free legs radially oriented guide elements.
  • FIGS. 1 to 5 show the cage segment 1, 1 ', 1 * according to the invention in various designs, views and installation situations.
  • the cage segments 1, 1 'shown in FIGS. 1 to 5 are largely identical in design and are guided by means of the rolling bodies.
  • the cage segment 1 * shown in FIG. 6 has free arms 30a, 30b, 30c, 30d directed radially outwards or radially inward on guide elements 12a, 12b, 12c, 12d directed in the circumferential direction 9 of a cylindrical roller bearing 21, by means of which the cage segments ment 1 * on the raceways 14a, 14b of the bearing rings 16, 17 of the cylindrical roller bearing 21 is radially feasible. This will be discussed in detail.
  • the cage segments 1, 1 ', 1 * according to FIGS. 1 to 6 each have two side plates 2, 2'; 3, 3 'and two webs 4, 4'; 5, 5 ', which are firmly connected.
  • the two side plates 2, 2 '; 3, 3 'and the two the webs 4, 4'; 5, 5 ' form the center of the cage segments 1, 1', 1 * a complete bag 8 for receiving a rolling element 7b.
  • the two half pockets 10, 1 1 thereby have an approximately U-shaped geometry in a radial plan view.
  • the offset or bend of the legs 30a, 30b, 30c, 30d of the cage segments is marked separately in FIGS. 3 and 4 by the marking of two crown angles ⁇ 1, ⁇ 2.
  • These legs 30a, 30b, 30c, 30d can be seen to each have an identical cornering angle ⁇ 1, ⁇ 2 in relation to a central, tangent-oriented section of the cage segment 1, which has the complete pocket 8 and is angled radially inwards.
  • This bend or bend is comparatively small.
  • Kröpfungswinkel ß1, ß2 of 1 ° to 20 ° are preferred.
  • the offset of the legs 30a, 30b, 30c, 30d is circular arc-shaped, their radius of curvature corresponds to a partial circle, which is arranged radially in the middle between the raceway 14a of the inner ring 16 and the raceway 14b of the outer ring 17 of the cylindrical roller bearing 21.
  • the length L2, L3 of the respective free legs 30a, 30b, 30c, 30d; 30a ', 30b', 30c ', 30d' is equal to or greater than half the diameter of the rolling elements 7a, 7b, 7c, 7b ', 7c'.
  • the length L2, L3 of the free legs is not smaller than half the pitch angle a / 2 in the region of the free legs 30a, 30b, 30c, 30d would permit.
  • FIGS. 1 to 6 show embodiments of the cage segments 1, 1 ', 1 * are produced in a casting process of steel.
  • the cage segments 1, 1 ', 1 * are used, for example, to construct a cage 22 for a slewing bearing with a diameter of more than 0.5 meters.
  • Such a cage 22 is used to receive and guide cylindrical rolling elements 7a, 7b, 7c, 7b ', 7c' of a cylindrical roller bearing 21.
  • the only two webs 4, 5; 4 ', 5' of a cage segment 1, 1 ', 1 * form on the one hand in each case one in the circumferential direction 9 of the cylindrical roller bearing 21 facing boundary of the single complete bag 8 and a similar limit for the two half pockets 10, 1 first
  • the half pockets 10, 1 1 are additionally by pointing in the circumferential direction 9 of the cylindrical roller bearing 21 free legs 30a, 30b, 30c, 30d; 30a ', 30b', 30c ', 30d' of the two side plates 2, 3; 2 ', 3' formed.
  • the two side plates 2, 3; 2 ', 3' have as lubricant supply effective bores, of which in each case a bore 18 a, 18 d; 19a, 19d in the region of the half pockets bounding limbs 30a, 30b, 30c, 30d; 30a ', 30b', 30c ', 30d' are formed.
  • Two further holes 18b, 18c; 19b, 19c are in the two side plates 2, 3; 2 ', 3' formed in the area of the complete bag 8.
  • the two side plates 2, 3 each have at their radial end faces a radial recess, of which only the radially outwardly facing recesses 28, 29 are provided with reference numerals.
  • the four free legs 30a, 30b; 30c, 30d both radially outward and radially inward guide elements 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d formed.
  • the radial guidance of the cage segment 1 * shown in FIG. 6 with its guide elements 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 3d on the two bearing rings 16, 17 is not shown separately, it should still be briefly described below.
  • the guide elements 12a, 2b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d have guide surfaces at their free radial ends, with which the two side plates 2, 3 are respectively guided on an associated annular surface on the inner ring 16 and on an associated annular surface on the outer ring 17 of the cylindrical roller bearing 21.
  • the two annular surfaces of the inner ring 16 are preferably formed on the radial outer sides of two axially adjacent to the raceway 14a of the inner ring 16 formed Borden.
  • the two annular surfaces on the outer ring 17 are formed for example by two axial extensions of the local track 14b for the rolling elements 7.
  • the rolling elements 7a, 7b, 7c despite the projections 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53 are received with little play in the complete bag 8 and in two immediately adjacent half pockets 10, 1 1.
  • circumferential clearance S between two immediately adjacent cage segments 1, 1 'kept free is to be understood as an overall game of the cage 22, which is in rotating cylindrical roller bearing 21 on the contact areas of the flat end faces 55, 56, 57, 58; 55 ', 56', 57 ', 58' of the free legs 30a, 30b; 30c, 30d; 30a ', 30b'; 30c ', 30d' distributed over the entire cage 22. Jamming of the individual cage segments 1, 1 'is thereby excluded.
  • the immediately adjacent cage segments 1, 1 abut each other directly with their flat end faces 55, 56, 57, 58 pointing in the circumferential direction 9 of the cylindrical roller bearing 21.
  • these planar end faces 55, 56, 57, 58 are aligned in such a way that an imaginary radially inwardly directed extension 33, 34 or radial tangent hits the axis of rotation 20 of the cylindrical roller bearing 21.
  • a different, shown in Fig. 3 embodiment is provided with respect to the geometry of the free legs 30a, 30b, 30c, 30d, that the free end 55 ', 56', 57 ', 58' is formed in each case convex, and that a overall
  • the cage element 1, 1 ', 1 * is in each case two end-side half pockets 10, 1 1 of each two immediately adjacent cage segments 1, 1' each a composite bag 10; 1 1 formed.
  • These rolling elements 7a, 7c act as connecting means between each immediately adjacent cage segments 1, 1 ', 1 *.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment (1, 1', 1 *) eines Zylinderrollenlagers (21), welches zwei Seitenplatten (2, 3; 2', 3') und zwei Stege (4, 5; 4', 5') aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten (2, 3; 2', 3') sowie die Stege (4, 5; 4', 5') eine vollständige Tasche (8) zur Aufnahme eines Wälzkörpers (7b) bilden, bei dem sich die Stege (4, 5; 4', 5') parallel zur Drehachse (6) der Wälzkörper (7a, 7b, 7c) des Zylinderrollenlagers (21) erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten (2, 3; 2', 3') beiderseits der vollständigen Tasche (8) in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) mit jeweils einem freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d') soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel zusammen mit einem der beiden Stege (4, 5; 4', 5') jeweils eine halbe Tasche (10, 11) zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers (7a, 7c) bilden, und bei dem die freien Schenkel in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) weisend unter einen Kröpfungswinkel (ß1, ß2) nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind. Weiter ist vorgesehen, dass die Stege (4, 5; 4', 5') gemäß dem Teilungswinkel (a) des Zylinderrollenlagers (21) voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21) trifft, und dass in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21) gesehen die Länge (L2, L3) der jeweiligen freien Schenkel gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper (7a, 7b, 7c).

Description

Käfigsegment eines Zylinderrollenlagers
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment eines Zylinderrollenlagers, welches zwei Seitenplatten und zwei Stege aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten sowie die Stege eine vollständige Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden, bei dem sich die Stege parallel zur Drehachse der Wälzkörper des Zylinderrollenlagers erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten beiderseits der vollständigen Tasche in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers mit jeweils einem freien Schenkel soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel zusammen mit einem der beiden Stege jeweils eine halbe Tasche zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers bilden, und bei dem die freien Schenkel in Umfangs- richtung des Zylinderrollenlagers weisend unter einen Kröpfungswinkel nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind.
Zylinderrollenlager bestehen üblicherweise aus einem Innenring, einem Außenring und mehreren zwischen diesen Laufringen angeordneten Wälzkörpern. Um eine zur gleichmäßigen Lastverteilung erforderliche, auf den Umfang des Zylinderrollenlagers bezogen gleichverteilte Anordnung der Wälzkörper zu erreichen und einen Kontakt der Wälzkörper untereinander zu verhindern, sind die Wälzkörper meistens in einem Lagerkäfig geführt. Bei Großwälzlagern, die zum Beispiel in Walzwerken und in Windkraftanlagen zur Anwendung kommen, sind die Lagerkäfige häufig als Bolzen- käfige oder als Fensterkäfige ausgebildet. Ein Bolzenkäfig umfasst zwei vollständige Seitenringe und mehrere umfangsseitig gleichverteilt zwischen den Seitenringen angeordnete Bolzen. Auf den Bolzen ist jeweils ein mit einer zentralen Lagerbohrung versehener Wälzkörper drehbar gelagert. Ein Fensterkäfig weist ebenfalls zwei vollständige Seitenringe und mehrere umfangsseitig gleichverteilt zwischen den Seiten- ringen angeordnete Axialstege auf. Die Seitenringe und die Axialstege schließen mehrere üblicherweise als Fenster oder Taschen bezeichnete Zwischenräume ein, in denen jeweils ein zylindrischer Wälzkörper geführt ist. Abweichend von der vollständigen Bauart kann ein Fensterkäfig auch aus Käfigsegmenten gebildet sein, die entweder miteinander verbunden sind oder zumindest in Umfangsrichtung des Käfigs miteinander in Kontakt stehen. Darüber hinaus sind auch Käfigsegmente bekannt, die ohne miteinander in Kontakt zu stehen als Trenn- und Führungselemente zwischen den Wälzkörpern angeordnet sind.
Aus der DE 10 2009 016 017 B4 ist ein auf ein Trenn- und Führungselement reduziertes Käfigsegment eines Wälzlagers bekannt, das zwei axial äußere gabelförmige Führungskörper mit konkaven Anlaufflächen aufweist, die über einen radial ausge- richteten, ebenen Axialsteg miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand des betreffenden Wälzlagers sind die Käfigsegmente umfangsbezogen jeweils zwischen zwei Wälzkörpern angeordnet und mit der Basis der Führungskörper auf der Laufbahn des Innenrings geführt. In der DE 10 2012 223 316 B3 ist ein ähnliches Käfigsegment eines Wälzlagers beschrieben, das zusätzlich zu den gabelförmigen Führungskörpern zwei die beiden Wälzkörper stirnseitig teilweise umgreifende Seitenscheiben aufweist. Die Seitenscheiben sind über den Axialsteg miteinander verbunden, stehen jedoch nicht mit den Seitenscheiben der umfangsseitig benachbarten Käfigsegmente in Kontakt. Die Seitenscheiben dienen zur seitlichen Führung des betreffenden Käfigsegmentes über die in einem der Laufringe in Seitenborden geführten Wälzkörper und weisen an ihren radialen Rändern jeweils eine Ausbuchtung zur Gleitführung auf den Laufbahnen der Laufringe auf. Dagegen ist in der DE 10 201 1 087 864 A1 ein kastenförmiges Käfigsegment eines Wälzlagers offenbart, bei dem zwei mit gabelförmigen Führungskörpern versehene Axialstege endseitig über jeweils einen Umfangssteg miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand des betreffenden Wälzlagers ist jeweils ein Wälzkörper innerhalb des Käfigsegmentes angeordnet, und zwei weitere Wälzkörper liegen auf den Um- fang des Wälzlagers bezogen außen jeweils an einem der Axialstege des Käfigsegmentes an. In dem betreffenden Wälzlager sind somit umfangsseitig wechselweise jeweils ein innerhalb eines Käfigsegmentes geführter Wälzkörper und ein stirnseitig frei zwischen zwei Käfigsegmenten geführter Wälzkörper angeordnet. Bei Wälzlagern mit den genannten Käfigsegmenten ist die Packungsdichte der Wälzkörper im Wälzlager durch die Anordnung der Führungskörper an den Axialstegen begrenzt und zum Beispiel niedriger als bei entsprechenden Wälzlagern mit Bol- zenkäfigen. Zudem kann es bei derartigen Wälzlagern aufgrund der fehlenden AbStützung der Käfigsegmente in Umfangsrichtung des Wälzlagers zu lokalen Verdichtungen von Wälzkörpern und Käfigsegmenten kommen, die schwingend auf- und abgebaut werden sowie zu einem verstärkten Verschleiß an den Kontaktflächen zwischen den Wälzkörpern und den Käfigsegmenten führen können.
Aus der DE 10 2013 207 301 A1 und der DE 10 2013 220 833 A1 sind dagegen Käfigsegmente von Wälzlagern bekannt, die jeweils zwei die beiden Wälzkörper stirnseitig in etwa hälftig umgreifende Seitenscheiben aufweisen, welche über einen radial ausgerichteten, ebenen Axialsteg miteinander verbunden sind. An dem Axialsteg des jeweiligen Käfigsegmentes sind Führungskörper mit Anlaufflächen zur Führung der zugeordneten Wälzkörper angeordnet. Während das Käfigsegment gemäß der DE 10 2013 207 301 A1 zur radialen Führung mit äußeren Gleitkörpern versehene, an dem Axialsteg angeordnete Führungsfinger aufweist, sind bei dem Käfigsegment gemäß der DE 10 2013 220 833 A1 die Seitenscheiben hierzu mit radial äußeren Ausbuchtungen beziehungsweise Kontaktelemente versehen. Durch die Anordnung der Anlaufkörper an den Axialstegen ist die umfangsseitige Packungsdichte der Wälzkörper auch bei Wälzlagern, die mit diesen Ausführungen der Käfigsegmente versehen sind, begrenzt. Da die Käfigsegmente im montierten Zustand des betreffenden Wälzlagers aber über die in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisenden Stirnflächen mit den benachbarten Käfigsegmenten in Kontakt stehen, ist bei den entsprechenden Wälzlagern eine gleichmäßige Verteilung der Wälzkörper über den Umfang sichergestellt.
In der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 200 381 A1 wird dagegen ein dem Kä- figsegment gemäß der DE 10 2013 220 833 A1 ähnliches Käfigsegment eines Wälzlagers vorgeschlagen, bei dem die Seitenscheiben durch zwei radial gestaffelt angeordnete Rundbolzen miteinander verbunden sind. Die derart ausgebildeten Axialstege dienen einerseits zur Verbindung der beiden Seitenscheiben und andererseits zur Führung der beiden zugeordneten Wälzkörper. Aufgrund des freien Zwischenraumes zwischen den Rundbolzen weist ein mit derartigen Käfigsegmenten ausgerüstetes Wälzlager eine erhöhte Packungsdichte der Wälzkörper und somit eine höhere Tragzahl auf. Aufgrund der relativ großen Kontaktflächen zwischen den Rundbolzen und den Wälzkörpern können sich jedoch ein ungünstig hoher Wälzwiderstand und ein erhöhter Verschleiß ergeben.
Außerdem ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 206 533 A1 ein gattungsgemäßer Käfig für ein Wälzlager bekannt, der aus einer Mehrzahl von Eintaschen- Segmenten zusammengesetzt ist, wobei jedes dieser Eintaschensegmente einen Wälzkörper aufnimmt. Ein solches Eintaschensegment besteht aus zwei parallel zueinander angeordnete Seitenplatten und zwei parallel zur Längsachse des jeweiligen Wälzkörpers ausgerichtete plattenförmige Stege, wobei die Seitenplatten und die Stege fest miteinander verbunden sind. An den zueinander weisenden Flächen der Seitenplatten sind Kontaktelemente zum stirnseitigen Anlaufen des jeweiligen Wälzkörpers ausgebildet, und die plattenförmigen Stege weisen jeweils in Umfangsrich- tung des Käfigs gerichtete Vorsprünge auf, an denen radiale Anlaufflächen für den jeweiligen Wälzkörper ausgebildet sind. Schließlich sind aus den Druckschriften DE 10 2009 037 422 A1 und EP 2 264 325 A1 Segmente für einen segmentierten Wälzlagerkäfig mit jeweils 4 Taschen, aus der DE 10 26 577 A1 Käfigsegmente mit jeweils zwei Taschen, und aus der WO 2012 076 583 A1 Käfigsegmente mit jeweils einer Tasche bekannt. Zu den bekannten segmentierten Wälzlagerkäfigen ist festzustellen, dass je weniger Wälzkörper in einem Käfigsegment angeordnet werden können, desto größer ist die Anzahl der Käfigbauteile, die zum Aufbau eines kompletten Wälzlagerkäfigs notwendig sind. Dies wirkt sich nachteilig bei den Herstellkosten, der Lagerhaltung, dem Transport und der Käfigmontage aus. Zwar ist bei Mehrtaschenkäfigsegmenten, also beispielsweise einem Käfigsegment mit vier Taschen, dieser Nachteil gegenüber einem Eintaschenkäfig deutlich reduziert, dafür steigt mit größer werdender Taschenanzahl die Klemmneigung der Wälzkörper und der Käfigsegmente im Wälzlager an. Außerdem muss beachtet werden, dass je mehr Taschen ein Käfigsegment aufweist, desto höher ist die Stossenergie, mit der ein solches, mit Wälzkörpern befülltes Käfigsegment im Betrieb an ein unmittelbar benachbartes Käfigsegment bei Überwindung eines Umfangsspiels anschlagen kann. Hierdurch ist der Käfigverschleiß bei Käfigsegmenten mit vielen Taschen vergleichsweise hoch. Schließlich ist insbeson- dere bei Großwälzlagern, etwa mit einem Durchmesser von mehr als 0,5 Meter, das jeweilige Käfigsegment um so schwerer und damit weniger einfach zu transportieren und zu montieren, je mehr Taschen ein solches Käfigsegment aufweist.
Zur Lösung dieser technischen Probleme wurde in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 219 277.9 bereits ein Käfigsegment eine Wälzlagers vorgeschlagen, welches zwei Seitenplatten und zwei Stege aufweist, die fest miteinander verbunden sind, wobei sich die beiden Stege parallel zur Drehachse der Wälzkörper des Wälzlagers erstrecken, und bei dem die beiden Seitenplatten sowie die Stege eine Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden. Bei diesem Käfigsegment ist weiter vorgesehen, dass sich die beiden Seitenplatten beiderseits der Tasche in Umfangs- richtung des Wälzlagers soweit erstrecken, dass diese zusammen mit jeweils einem der beiden Stege jeweils eine halbe Tasche zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers bilden. Das Käfigsegment weist demnach eine vollständige Tasche sowie zwei halbe Taschen auf, welche in Umfangsrichtung des Wälzlagers offen sind.
Dieses Käfigsegment kann zur Bildung von Käfigen genutzt werden, welche beispielsweise in Zylinderrollenlagern, in Kegelrollenlagern und in Pendelrollenlagern eingesetzt werden. Da ein solches, aus der DE 10 2015 219 277.9 bekanntes Kä- figsegment mehr als nur einen Wälzkörper in sich aufnehmen und führen kann, und es zugleich hinsichtlich seiner Abmessungen in Umfangsrichtung des Wälzlagers kürzer ist als ein gattungsgemäßes Käfigsegment mit drei und mehr vollständigen Taschen, ist dieses insbesondere bei der Montage von Großwälzlagern vergleichsweise einfach zu handhaben.
Im Vergleich zu einem Segmentkäfig, welcher aus mehreren Käfigsegmenten mit jeweils nur einer Tasche zur Aufnahme jeweils nun eines Wälzkörpers aufgebaut ist, kann mit dem genannten Käfigsegment die Anzahl der in einem Wälzlager benötig- ten Käfigsegmente halbiert werden. Außerdem ermöglicht ein mit diesen Käfigsegmenten aufgebauter Käfig eines Wälzlagers für diesen eine höhere Tragzahl, da im Vergleich zu Käfigsegmenten, die nur vollständige Taschen aufweisen, eine höhere Anzahl von Wälzkörpern in ein solches Wälzlager einbaubar sind.
Überdies kann durch die Konstruktion des bekannten Käfigsegments ein axiales sowie ein in Umfangsrichtung des Wälzlagers wirksames Taschenspiel in jeder Tasche und halben Tasche des Käfigsegments auf einfache Weise eingestellt sein. Dadurch ist ein klemmfreier Betrieb eines mit solchen Käfigsegmenten aufgebauten Käfigs in einem Wälzlager gewährleistet. Hierzu trägt nicht unwesentlich bei, dass die in die beiden halben Taschen des Käfigsegments eingesetzten Wälzkörper zwar an deren Stirnseiten axial geführt sind, in Umfangsrichtung des Wälzlagers gesehen jedoch nur an einer Seite. Zudem kann sich das aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannte Käfigsegment bei allen Betriebssituationen des Wälzlagers im Bereich des Axial- spiels und des Radialspiels frei bewegen, so dass an diesem und an den zugeordneten Wälzkörpern ein geringe Reibungsentwicklung und daher ein geringer Verschleiß zu erwarten ist.
Das bekannte Käfigsegment kann einteilig hergestellt oder aus mehreren Einzeltei- len fest zusammengesetzt sein. Es kann aus einem Metall oder Kunststoff bestehen und beispielsweise durch ein Stahlgussverfahren, durch Sintern, durch eine Pulverbettherstellung, mittels eines Spritzgussverfahrens oder mittels eines 3D-Druckers hergestellt werden. Die jeweiligen Vorteile sind dem Fachmann bekannt. Der konstruktive Aufbau des aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannten Käfigsegments ermöglicht ein sehr geringes Endspiel in Umfangsrichtung eines aus diesen Käfigsegmenten aufgebauten Wälzlagers, da im Vergleich zu Käfigsegmenten mit nur einer Tasche die Anzahl der zum Aufbau eines Wälzlagerkäfigs benötigten Käfigsegmente deutlich reduziert ist, so dass auch die Summierung der Fertigungstol- leranzen kleiner ist.
Ein weiterer Vorteil dieses bekannten Käfigsegments ist, dass dieses zwar mehr als nur einen Wälzkörper aufnimmt und führt, aber dennoch eine vergleichsweise gerin- ge Gesamtmasse aufweist. Dies ist besondere deshalb vorteilhaft, weil zu einem Gesamtkäfig zusammengesetzte Käfigsegmente zueinander ein zwar geringes, aber nicht zu vernachlässigendes Spiel in Umfangsrichtung des Wälzlagers aufweisen. Dieses Spiel tritt zwischen den Stirnseiten der jeweils unmittelbar benachbarten Kä- figsegmente auf. Im Betrieb eines solchen Wälzlagers kommt es zu Relativbewegungen und Stößen von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten, die umso mehr kinetische Energie aufweisen, je mehr Taschen und je mehr Wälzkörper ein solches Käfigsegment hat. Insofern stellt das genannte Käfigsegment mit seiner einzigen vollständigen Tasche und seinen beiden halben Taschen einen optimalen Kompromiss zwischen Käfigsegmenten mit nur einer Tasche sowie mit zwei oder mehr Taschen dar.
Dadurch, dass die in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisenden Stirnseiten so ausgebildet sind, dass sie Berührflächen zum Anlegen an die Stirnflächen der jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegmente bilden, ist sichergestellt, dass sich die in dem Käfigsegment angeordneten Wälzkörper in allen Betriebssituationen im Rahmen des Taschenspiels frei bewegen können und ein Verklemmen derselben dadurch vermieden wird. Der konstruktive Aufbau des aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannten Käfigsegments mit seinen endseitigen beiden halben Taschen führt zudem dazu, dass immer nur ein Wälzkörper in einer vollständigen Tasche aufgenommen ist, während jeweils zwei weitere Wälzkörper von jeweils einer halben Tasche dieses Käfigsegments und jeweils einer zweiten halben Tasche eines unmittelbar benachbarten Käfigsegments jeweils halb umgriffen sind. Hierdurch sind die Käfigsegmente eines Wälzlagers mittels der Wälzkörper auch untereinander verkettet, welches im Vergleich zu konventionellen Käfigsegmenten mit nur einer Tasche oder mit mehreren vollständigen Taschen als sehr vorteilhaft beurteilt wird. Wenngleich das gerade beschriebene Käfigsegment sehr viele Vorteile aufweist, ist es dennoch noch nicht optimal ausgebildet. Zwar sind bei einer Ausführungsform die an die eine vollständige Tasche anschließenden freien Schenkel des Käfigsegments in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisend abgewinkelt ausgebildet, in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 219 277.9 ist aber nicht angegeben, wie diese Ab- winkelung am vorteilhaftesten auszubilden ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das aus der DE 10 2015 219 277.9 bekannte Käfigsegment so weiterzubilden, dass dessen Umlaufdynamik im Betrieb eines Zylinderrollenlagers verbessert ist. Dazu sollen die in Umfangsrichtung weisenden Enden der freien Schenkel des Käfigsegments sowie die Ausrichtung der Stege so verbessert werden, dass bei deren Kontakt mit dem jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegment deren Verschleiß bei Berührung möglichst gering ist. Außerdem sollen die Kontaktelemente an dem Käfigsegment, welche mit den zugeordneten Wälzkörpern zur Führung derselben in Kontakt geraten, eine kostengünstig herstellbare Geometrie aufweisen.
Diese Aufgabe ist durch ein Käfigsegment mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge- löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
Die Erfindung betrifft demnach ein Käfigsegment eines Zylinderrollenlagers, welches zwei Seitenplatten und zwei Stege aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten sowie die Stege eine vollständige Tasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden, bei dem sich die Stege parallel zur Drehachse der Wälzkörper des Zylinderrollenlagers erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten beiderseits der vollständigen Tasche in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers mit jeweils einem freien Schenkel soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel zusammen mit einem der beiden Stege jeweils eine halbe Tasche zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers bilden, und bei dem die freien Schenkel in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers weisend unter einen Kröpfungswinkel nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind.
Zur Lösung der gestellte Aufgabe ist bei diesem Käfigsegment vorgesehen, dass die Stege gemäß dem Teilungswinkel des Zylinderrollenlagers voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung die Drehachse des Zylinderrollenlagers trifft, und dass in Umfangs- richtung des Zylinderrollenlagers gesehen die Länge der jeweiligen freien Schenkel gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper.
Als Teilungswinkel ist derjenige Winkel definiert, welcher von zwei radialen Geraden eingeschlossen ist, die sich in der Drehachse des Zylinderrollenlagers schneiden, und von denen jede Gerade durch die Drehachse eines von zwei zugeordneten, unmittelbar benachbarten Wälzkörpern geht.
Der Kröpfungswinkel beträgt einschließlich der Bereichsgrenzen vorzugsweise 1 ° bis 20° und kann abhängig von der Geometrie des freien Endes des jeweiligen freien Schenkels des Käfigsegments gewählt sein.
Durch den beschriebenen Aufbau sind die durch die Stege gebildeten Wände der vollständigen Tasche sowie die durch die Stege gebildeten Wände der beiden hal- ben Taschen des Käfigsegments optimal auf das Drehzentrum des Zylinderrollenlagers ausgerichtet, so dass der in der jeweiligen vollständigen Tasche oder halben Tasche angeordnete Wälzkörper dort geometrisch optimal aufgenommen ist. Durch die definierte Länge der in Umfangsrichtung abstehenden freien Schenkel des Käfigsegments ist das Ausmaß eines Gesamtumfangsspiels der Käfigsegmente im ge- samten Käfig genau festlegbar. Außerdem kann dadurch die Geometrie und Ausrichtung der Kontaktflächen an den freien Enden der freien Schenkel in Abhängigkeit von dem Typ und den Durchmesser des Zylinderrollenlagers optimal gewählt werden. Hierbei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Kröpfung der freien Schenkel kreisbogenförmig ausgebildet ist, und dass der Krümmungsradius dieser Kröpfung einem Teilkreises entspricht, welcher gedacht radial mittig zwischen der Laufbahn des Innenringes und der Laufbahn des Außenringes liegt. Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Käfigsegments mit den Merkmalen der Erfindung ist beispielsweise vorgesehen, dass das freie Ende der Schenkel jeweils plan ausgebildet ist, und dass die nach radial innen gerichtete Verlängerung des jeweiligen freien Endes der Schenkel die Drehachse des Zylinderrollenla- gers trifft. Gemäß einer dazu alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das freie Ende der Schenkel jeweils konvex ausgebildet ist, und dass eine gedachte Gerade, welche sich von dem Ort der weitesten Ausdehnung des konvexen Endes des jeweiligen Schenkels nach radial innen erstreckt, die Drehachse des Zylinderrollen- lagers trifft. Diese beiden Varianten verdeutlichen, dass das freie Ende der jeweiligen Schenkel des Käfigsegments an die Gegebenheiten des Zylinderrollenlagers zur Erreichung eines klemmfreien und vor allem reibungsarmen Betriebs individuell anpassbar ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass an den taschenseitigen und/oder halbtaschen- seitigen Flächen der Seitenplatten, der freien Schenkel und/oder der Stege hervorstehende, stabförmige Vorsprünge mit in die jeweilige vollständigen Tasche oder halbe Tasche weisende Anlaufflächen ausgebildet sind, an denen der in der jeweiligen vollständigen Tasche oder halben Tasche angeordnete Wälzkörper anlaufen kann. Die stabförmigen Vorsprünge lassen sich bei einem Stahl- oder Kunststoffgießvorgang vergleichsweise einfach in einer entsprechend geometrisch negativ ausgebildeten Form erzeugen. Das Abtragen von Material an diesen stabförmigen Vorsprüngen an den Wänden des Käfigsegments nach dem Gießvorgang kann, sofern überhaupt notwendig, sehr einfach und kostengünstig durch Wegfräsen von überstehendem Material erfolgen. Wegen der vorgeschlagenen Geometrie der Vorsprünge an den Wänden des Käfigsegments lassen sich vergleichsweise kostengünstige Spritzformen für Käfigsegmente aus Stahl oder Kunststoff herstellen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere dieser Kä- figsegmente zur Bildung eines Käfigs in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers unmittelbar hintereinander sowie mit einem Gesamtumfangsspiel zueinander angeordnet sind, wobei die beiden halben Taschen eines Käfigsegments zusammen mit den jeweils benachbarten halben Taschen der unmittelbar benachbarten Käfigsegmente jeweils eine vollständige, jedoch geteilte Tasche des Käfigs bilden. Das Ge- samtumfangsspiel bildet sich, wenn alle Käfigsegmente des Käfigs in Umfangsrichtung desselben aneinander stoßend zusammengeschoben sind, derart, dass zwischen lediglich zwei unmittelbar benachbarte Käfigsegmente dieses Gesamtumfangsspiel vorliegt. Sofern das Käfigsegment an wenigstens einem der beiden, die Laufbahnen für die Wälzkörper aufweisenden Lagerringen reibungsarm geführt werden soll, kann vorgesehen sein, dass die Seitenplatten sowie die freien Schenkel des Käfigsegments nach radial außen und/oder nach radial innen hervorstehende Führungselemente aufweisen, welche als abgerundete Gleitflächen zum Abstützen an einer Ringfläche des Innenrings oder des Außenrings des Zylinderrollenlagers ausgebildet sind. Diese radialen Führungselemente sind bevorzugt an den in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers weisenden freien Schenkeln der Seitenplatten ausgebildet.
Um einen optimalen Schmiermitteltransport in einem mit den erfindungsgemäßen Käfigsegmenten ausgestatten Zylinderrollenlager sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Seitenplatten, deren freie Schenkel und/oder die Stege des Käfigsegments als Bohrungen oder radiale Ausnehmungen ausgebildete Schmiermittelzufüh- rungen aufweisen, wobei die freien Schenkel wenigstens jeweils eine dieser Bohrungen aufweisen.
Schließlich wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass die Abmessungen der vollständigen Tasche und der beiden halben Taschen des Käfigseg- ments derart sind, dass die Wälzkörper dort jeweils mit einem Taschenspiel angeordnet sind. Dieses Taschenspiel weist eine in Axialrichtung und eine in Umfangsrichtung des zugeordneten Zylinderrollenlagers gerichtete Komponente auf.
Das Käfigsegment gemäß der Erfindung ist für seinen Einsatz in einem Zylinderrol- lenlager derart ausgebildet, dass dessen beiden Seitenplatten in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers gesehen eine größere Ausdehnung aufweisen als in der Radialrichtung des Zylinderrollenlagers.
Sofern das erfindungsgemäße Käfigsegment zum Aufbau eines Nadellagerkäfigs genutzt werden soll, ist vorgesehen, dass dessen beiden Seitenplatten in Radialrichtung des Zylinderrollenlagers gesehen eine größere Ausdehnung aufweisen als in der Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers. Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische radial Draufsicht auf ein die Merkmale der Erfindung auf- weisendes Käfigsegment gemäß einer ersten Ausführungsform zur Bildung eines Käfigs für ein Zylinderrollenlager,
Fig. 2 das Käfigsegment gemäß Fig. 1 bestückt mit zylindrischen Wälzkörpern, Fig. 3 das Käfigsegment gemäß Fig. 2 in einer axialen Seitenansicht eingebaut in ein Zylinderrollenlager sowie mit einer ersten Variante der Enden seiner freien Schenkel,
Fig. 4 das Käfigsegment gemäß Fig. 2 in einer axialen Seitenansicht mit einer zwei- ten Variante der Enden seiner freien Schenkel,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht von zwei gemäß Fig. 4 ausgebildeten Käfigsegmenten, welche zur Bildung eines Wälzlagerkäfigs unmittelbar hintereinander angeordnet sind, und
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Käfigsegments zur Bildung eines Käfigs für ein Zylinderrollenlager gemäß einer zweiten Ausführungsform, an dessen freie Schenkel radial ausgerichtete Führungselemente ausgebildet sind.
Demnach zeigen die Figuren 1 bis 6 das erfindungsgemäße Käfigsegment 1 , 1 ', 1 * in verschiedenen Ausführungen, Ansichten und Einbausituationen. Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Käfigsegmente 1 , 1 ' sind weitgehend identisch ausgebildet und werden mittels der Wälzkörper geführt. Das in Fig. 6 dargestellte Käfigsegment 1 * weist an in Umfangsrichtung 9 eines Zylinderrollenlagers 21 gerichteten freien Schenkeln 30a, 30b, 30c, 30d radial nach außen beziehungsweise radial nach innen gerichtete Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d auf, mittels denen das Käfigseg- ment 1 * an den Laufbahnen 14a, 14b der Lagerringe 16, 17 des Zylinderrollenlagers 21 radial führbar ist. Hierauf wird noch im Detail eingegangen.
Die Käfigsegmente 1 , 1 ', 1 * gemäß den Figuren 1 bis 6 weisen jeweils zwei Seiten- platten 2, 2'; 3, 3' und zwei Stege 4, 4'; 5, 5' auf, die fest miteinander verbunden sind. Die beiden Seitenplatten 2, 2'; 3, 3' erstrecken sich in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 und die Stege 4, 4'; 5, 5' sind parallel zur Drehachse 6 der Wälzkörper 7a, 7b, 7c sowie parallel zur Drehachse 27 des Zylinderrollenlagers 21 ausgerichtet. Die beiden Seitenplatten 2, 2'; 3, 3' und die beiden die Stege 4, 4'; 5, 5' bilden mittig der Käfigsegmente 1 , 1 ', 1 * eine vollständige Tasche 8 zur Aufnahme eines Wälzkörpers 7b. Die beiden Seitenplatten 2, 2'; 3, 3' erstrecken sich beiderseits der vollständigen Tasche 8 in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 mit jeweils einem freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d' derart, dass jeweils zwei freie Schenkel 30a, 30c; 30b, 30d; 30a', 30c'; 30b', 30d' zusam- men mit einem der beiden Stege 4, 4'; 5, 5' jeweils eine halbe Tasche 10, 1 1 zur Aufnahme eines neben dem mittigen Wälzkörper 7b unmittelbar benachbarten Wälzkörper 7a, 7c bilden. Die beiden halben Taschen 10, 1 1 weisen dadurch in einer radialen Draufsicht eine etwa U-förmige Geometrie auf. Außerdem sind die freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d' der Käfigsegmente 1 , 1 ', 1 * in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisend nach radial innen gekröpft beziehungsweise abgewinkelt ausgerichtet.
Die Kröpfung beziehungsweise Abwinkelung der Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d der Käfigsegmente ist in den Figuren 3 und 4 durch die Einzeichnung von zwei Kröp- fungswinkel ß1 , ß2 gesondert markiert. Erkennbar sind diese Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d um jeweils identische Kröpfungswinkel ß1 , ß2 in Bezug zu einem mittleren, die vollständige Tasche 8 aufweisenden, tangential ausgerichteten Abschnitt des Käfigsegments 1 nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet. Diese Abwinkelung oder Kröpfung ist vergleichsweise gering. Es werden Kröpfungswinkel ß1 , ß2 von 1 ° bis 20° bevorzugt. Sofern die Kröpfung der Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d kreisbogenförmig ausgebildet ist, entspricht deren Krümmungsradius einem Teilkreises, welcher radial mittig zwischen der Laufbahn 14a des Innenringes 16 und der Laufbahn 14b des Außenringes 17 des Zylinderrollenlagers 21 gedacht angeordnet ist. Zur Gewährleistung eines reibungsarmen und klemmfreien Betriebs ist bei dem in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Käfigsegment 1 , 1 ' 1 * vorgesehen, dass die beiden Stege 4, 5; 4', 5' gemäß dem Teilungswinkel α des Zylinderrollenlagers 21 vonei- nander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung 35, 36; 35', 36' die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft, und dass in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 gesehen die Länge L2, L3 der jeweiligen freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d' gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkör- per 7a, 7b, 7c, 7b', 7c'. Wie hierzu eine Zusammenschau der Figuren 2 und 3 verdeutlicht, ist die Länge L2, L3 der freien Schenkel nicht kleiner als es der halbe Teilungswinkel a/2 im Bereich der freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d zulassen würde.
Bei den in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen sind die Käfigsegmente 1 , 1 ', 1 * in einem Gießverfahren aus Stahl hergestellt. Die Käfigsegmente 1 , 1 ', 1 * dienen beispielsweise zum Aufbau eines Käfigs 22 für ein Großwälzlager mit mehr als 0,5 Meter Durchmesser. Ein solcher Käfig 22 wird zur Aufnahme und Führung von zylindrischen Wälzkörpern 7a, 7b, 7c, 7b', 7c' eines Zylinderrollenlager 21 genutzt.
Wie die Figuren veranschaulichen, bilden oder umgrenzen die beiden Seitenplatten 2, 3; 2', 3' und die ebenfalls plattenförmig ausgebildeten Stege 4, 5; 4', 5' eine beidseitig radial offene, vollständige Tasche 8, in die ein als Zylinderrolle ausgebildeter Wälzkörper 7b einsetzbar ist. In Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 ge- sehen sind unmittelbar neben der vollständigen Tasche 8 an dem Käfigsegment 1 , 1 ', 1 * jeweils zwei halbe Taschen 10, 1 1 ausgebildet, die in einer radialen Draufsicht eine etwa U-förmige Geometrie aufweisen. Die nur zwei Stege 4, 5; 4', 5' eines Käfigsegments 1 , 1 ', 1 * bilden dabei einerseits jeweils eine in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisende Begrenzung der einzigen vollständigen Tasche 8 sowie eine ebensolche Begrenzung für die beiden halben Taschen 10, 1 1 . Die halben Taschen 10, 1 1 sind dabei zusätzlich durch in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisende freie Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d' der beiden Seitenplatten 2, 3; 2', 3' gebildet. Die beiden Seitenplatten 2, 3; 2', 3' weisen als Schmiermittelzuführungen wirksame Bohrungen auf, von denen jeweils eine Bohrung 18a, 18d; 19a, 19d im Bereich der die halben Taschen begrenzenden Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d' ausgebildet sind. Jeweils zwei weitere Bohrungen 18b, 18c; 19b, 19c sind in den beiden Seitenplatten 2, 3; 2', 3' im Bereich der vollständigen Tasche 8 ausgebildet. Wie insbesondere Fig. 6 zeigt, weisen die beiden Seitenplatten 2, 3 an ihren radialen Stirnseiten jeweils eine radiale Ausnehmung auf, von denen lediglich die nach radial außen weisenden Ausnehmungen 28, 29 mit Bezugszeichen versehen sind.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Käfigsegments 1 * sind im Berech der jeweils vier freien Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d sowohl radial außen als auch radial innen Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d ausgebildet. Die radiale Führung des in Fig. 6 dargestellten Kä- figsegments 1 * mit seinen Führungselementen 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 3d an den beiden Lagerringen 16, 17 ist nicht gesondert dargestellt, sie soll dennoch nachfolgend kurz beschrieben werden.
Die Führungselemente 12a, 2b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d weisen an ihren freien radialen Enden Führungsflächen auf, mit denen die beiden Seitenplatten 2, 3 jeweils an einer zugeordneten Ringfläche am Innenring 16 sowie an einer zugeordneten Ringfläche am Außenring 17 des Zylinderrollenlagers 21 geführt werden. Dabei sind die beiden Ringflächen des Innenrings 16 vorzugsweise an den radialen Außenseiten von zwei axial gegenüberliegend neben der Laufbahn 14a des Innenrings 16 ausgebildeten Borden ausgebildet. Die beiden Ringflächen am Außenring 17 sind beispielsweise durch zwei axiale Verlängerungen der dortigen Laufbahn 14b für die Wälzkörper 7 gebildet. Durch die vorzugsweise konvexe Wölbung der Führungsflächen der Führungselemente 12a, 12b, 12c, 12d; 13a, 13b, 13c, 13d ergibt sich im Zusammenwirken mit den Ringfläche am Innenring 16 beziehungsweise Außenring 17 eine etwa linsenförmige Kontaktgeometrie, mit der die jeweiligen Seitenplatten 2, 3 an den Lagerringen 16, 17 anliegen, was einen sehr geringen Verschleiß an den genannten Bauteilen bewirkt. Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, weisen die Seitenplatten 2, 3, deren freie Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d, und die Stege 4, 5 im Bereich der vollständigen Tasche 8 an deren taschenseitigen Flächen Vorsprünge 40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53 auf, welche eine etwa stabförmige Grundgeometrie haben, und an deren zur vollständigen Tasche 8 oder halben Tasche 10, 1 1 weisenden Seiten jeweils eine Anlauffläche ausgebildet ist. An die Anlaufflächen der genannten Vorsprünge 40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53 können sich in der vollständigen Tasche 8 oder in den beiden halben Taschen 10, 1 1 angeordnete Wälzkörper 7a, 7b, 7c anlegen und dadurch abstützen. Die Anzahl, Anordnung und konkrete Ausbildung der dieser Vorsprünge sowie deren Anlaufflächen wird in Abhängigkeit von der Geometrie der vollständigen Tasche 8 und der beiden halben Taschen 10, 1 1 , vom Lagertyp, und von dem gewünschten Taschenspiel durch den Fachmann sinnvoll ausgewählt. In den Figuren 3 und 4 ist in schematischer Darstellung jeweils ein Käfigsegment
1 , 1 ' in einer Seitenansicht gezeigt, in denen jeweils drei Wälzkörper 7a, 7b, 7c aufgenommen sind. Deutlich erkennbar erstrecken sind die Stege 4, 5 gemäß dem Teilungswinkel α des Zylinderrollenlagers 21 . Die Stege 4, 5 sind derart geneigt angeordnet, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung 35, 36; 35', 36' die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft.
In einer Zusammenschau mit Fig. 2 ist auch erkennbar, dass wegen der Ausbildung der in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers 21 weisenden Vorsprünge 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53 an dem Käfigsegment 1 , 1 ' die Länge L1 der vollständigen Ta- sehe 8 etwas größer ist als der Durchmesser eines dort angeordneten Wälzkörpers 7b. Außerdem ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 gesehen die Länge L2, L3 der jeweiligen freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der dort angeordneten Wälzkörper 7a, 7c. Hierdurch können die Wälzkörper 7a, 7b, 7c trotz der Vorsprünge 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53 mit geringem Spiel in der vollständigen Tasche 8 sowie in zwei unmittelbar benachbarten halben Taschen 10, 1 1 aufgenommen werden. Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, liegen auch die in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers 21 weisenden zugeordneten planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58; 55', 56', 57', 58' der freien Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d; 30a', 30b'; 30c', 30d' unmittelbar benachbarter Käfigsegmente 1 , 1 ' aneinander an. Im Ergebnis ist durch die Längen L2, L3 der freien Schenkeln 30a, 30b; 30c, 30d; 30a', 30b'; 30c', 30d' ein in Fig. 5 erkennbares Umfangsspiel S zwischen zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1 , 1 ' frei gehalten. Dieses Umfangsspiel S ist als Gesamtspiel des Käfigs 22 zu verstehen, welches sich bei drehendem Zylinderrollenlager 21 auf die Kontaktbereiche der planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58; 55', 56', 57', 58' der freien Schenkel 30a, 30b; 30c, 30d; 30a', 30b'; 30c', 30d' über den gesamten Käfig 22 verteilt. Ein Verklemmen der einzelnen Käfigsegmente 1 , 1 ' ist dadurch ausgeschlossen.
In Fig. 5 ist erkennbar, dass auch die Stege 4', 5' eines unmittelbar zu einem ersten Käfigsegment 1 benachbarten zweiten Käfigsegments 1 ' gemäß dem Teilungswinkel α des Zylinderrollenlagers 21 voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung 35', 36' die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft.
Im Betrieb stoßen die unmittelbar benachbarten Käfigsegmente 1 , 1 ' mit ihren in Umfangsrichtung 9 des Zylinderrollenlagers 21 weisenden planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58 direkt aneinander. Gemäß einer in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind diese planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58 derartig ausgerichtet, dass eine gedachte, nach radial innen gerichtete Verlängerung 33, 34 beziehungsweise radiale Tangente die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft. Hierdurch liegen die planen Stirnseiten 55, 56, 57, 58 der freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d' von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1 , 1 ' vergleichsweise großflächig aneinander, wodurch dort wirkende Reibkräfte vorteilhaft niedriger sind als bei einem punktförmigen oder linienförmigen Kontakt der benachbarten Käfigsegmente 1 , 1 '.
Gemäß einer davon abweichenden, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist hinsichtlich der Geometrie der freien Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d vorgesehen, dass deren freies Ende 55', 56', 57', 58' jeweils konvex ausgebildet ist, und dass eine ge- dachte radiale Tangente 23, 24, welche sich von dem Ort der weitesten Ausdehnung des konvexen Endes 55', 56', 57', 58' des jeweiligen Schenkels 30a, 30b, 30c, 30d nach radial innen erstreckt, die Drehachse 20 des Zylinderrollenlagers 21 trifft. Hierdurch gelangen die in Umfangsrichtung weisenden konvexen Enden 55', 56', 57', 58' der Schenkel 30a, 30b, 30c, 30d bei einer Berührung zwar in Linienkontakt, ein Verklemmen benachbarter Käfigsegmente 1 , 1 ' ist aber auf jeden Fall ausgeschlossen.
Durch den geschilderten Aufbau des Käfigelements 1 , 1 ', 1 * ist aus jeweils zwei end- seitigen halben Taschen 10, 1 1 von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Kä- figsegmenten 1 , 1 ' jeweils eine zusammengesetzte Tasche 10; 1 1 gebildet. Wenn alle Käfigsegmente 1 , 1 ', 1 * eines Wälzlagerkäfigs 22 auf Block aneinander gereiht beziehungsweise zusammengeschoben sind, bilden diese unter Nutzung der in den halben Taschen 10, 1 1 aufgenommenen Wälzkörper 7a, 7c einen axial stützenden Seitenrand. Diese Wälzkörper 7a, 7c wirken dabei wie Verbindungsmittel zwischen den jeweils unmittelbar benachbarten Käfigsegmenten 1 , 1 ', 1 *.
Bezugszeichenliste
1 Käfigsegment (erste Ausführungsform)
V Benachbartes Käfigsegment (erste Ausführungsform)
1 * Käfigsegment (zweite Ausführungsform)
2 Erste Seitenplatte
3 Zweite Seitenplatte
4 Erster Steg
5 Zweiter Steg
6 Drehachse eines Wälzkörpers
7a, 7b, 7c Wälzkörper im Käfigsegment 1
7b', 7c' Wälzkörper im Käfigsegment 1 '
8 Tasche
9 Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers
10 Erste halbe Tasche eines Käfigsegments
Zweite halbe Tasche eines Käfigsegments
12a, 12b Radiale Führungselemente an der ersten Seitenplatte
13a, 13b Radiale Führungselemente an der zweiten Seitenplatte
14a Laufbahn am Innenring
14b Laufbahn am Außenring
16 Innenring des Zylinderrollenlagers
17 Außenring des Zylinderrollenlagers
18a, 18b Bohrungen
18c, 18d Bohrungen
19a, 19b Bohrungen
19c, 19d Bohrungen
20 Drehachse des Zylinderrollenlagers
21 Zylinderrollenlager
22 Käfig, Wälzlagerkäfig
23 Tangente
24 Tangente
27 Drehachse des Zylinderrollenlagers
28 Radiale Ausnehmung an der ersten Seitenplatte 29 Radiale Ausnehmung an der zweiten Seitenplatte
30a, 30a' Erster freier Schenkel an der ersten Seitenplatte
30b, 30b' Zweiter freier Schenkel an der ersten Seitenplatte
30c, 30c' Erster freier Schenkel an der zweiten Seitenplatte
30d, 30d' Zweiter freier Schenkel an der zweiten Seitenplatte
33 Radiale Tangente am freien Ende von des Schenkels 30c
34 Radiale Tangente am freien Ende von des Schenkels 30d
35, 35' Gedachte radiale Verlängerung des Stegs 4, 4'
36, 36' Gedachte radiale Verlängerung des Stegs 5, 5'
40 Vorsprung am Schenkel 30a
41 Vorsprung am Schenkel 30b
42 Vorsprung am Schenkel 30c
43 Vorsprung am Schenkel 30d
44 Taschenseitiger Vorsprung an der ersten Seitenplatte 2
45 Taschenseitige Vorsprung an der zweiten Seitenplatte 3
46, 47 Taschenseitige Vorsprünge an dem ersten Steg 4
48, 49 Taschenseitige Vorsprünge an dem zweiten Steg 5
50, 51 Halbtaschenseitige Vorsprünge an dem ersten Steg 4
52, 53 Halbtaschenseitige Vorsprünge an dem zweiten Steg 5
55, 55' Freie Ende des Schenkels 30a; 30a'
56, 56' Freie Ende des Schenkels 30b; 30b'
57, 57' Freie Ende des Schenkels 30c; 30c'
58, 58' Freie Ende des Schenkels 30d; 30d'
α Teilungswinkel
ß1 Erster Kröpfungswinkel
ß2 Zweiter Kröpfungswinkel
L1 Länge der Tasche 8
L2 Länge des freien Schenkels 30c
L3 Länge des freien Schenkels 30d
S Gesamtumfangsspiel

Claims

Patentansprüche
1 . Käfigsegment (1 , 1 ', 1 *) eines Zylinderrollenlagers (21 ), welches zwei Seitenplatten (2, 3; 2', 3') und zwei Stege (4, 5; 4', 5') aufweist, die fest miteinander verbunden sind, bei dem die Seitenplatten (2, 3; 2', 3') sowie die Stege (4, 5; 4', 5') eine vollständige Tasche (8) zur Aufnahme eines Wälzkörpers (7b) bilden, bei dem sich die Stege (4, 5; 4', 5') parallel zur Drehachse (6) der Wälzkörper (7a, 7b, 7c) des Zylinderrollenlagers (21 ) erstrecken, bei dem sich die beiden Seitenplatten (2, 3; 2', 3') beiderseits der vollständigen Tasche (8) in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenla- gers (21 ) mit jeweils einem freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d') soweit erstrecken, dass jeweils zwei freie Schenkel (30a, 30c; 30b, 30d; 30a', 30c'; 30b', 30d') zusammen mit einem der beiden Stege (4, 5; 4', 5') jeweils eine halbe Tasche (10, 1 1 ) zur Aufnahme eines unmittelbar benachbarten Wälzkörpers (7a, 7c) bilden, und bei dem die freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d') in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21 ) weisend unter einen Kröpfungswinkel (ß1 , ß2) nach radial innen abgewinkelt ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4, 5; 4', 5') gemäß dem Teilungswinkel (a) des Zylinderrollenlagers (21 ) voneinander beabstandet und derart geneigt angeordnet sind, dass deren nach radial innen gerichtete gedachte Verlängerung die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21 ) trifft, und dass in Umfangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21 ) gesehen die Länge (L2, L3) der jeweiligen freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d') gleich groß oder größer ist als der halbe Durchmesser der Wälzkörper (7a, 7b, 7c).
2. Käfigsegment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kröpfung der Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d; 30a', 30b', 30c', 30d') kreisbogenförmig ausgebildet ist, und dass deren Krümmungsradius einem Teilkreises entspricht, welcher gedacht radial mittig zwischen der Laufbahn (14a) eines Innenringes (16) und der Laufbahn (14b) eines Außenringes (17) des Zylinderrollenlagers (21 ) angeordnet ist.
3. Käfigsegment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (55, 56, 57, 58) der Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) jeweils plan ausgebildet ist, und dass eine gedachte, nach radial innen gerichtete Tangente (33, 34) am freien Ende (55, 56, 57, 58) der jeweiligen Schenkel die Drehachse (20) des Zylinderrollenlagers (21 ) trifft.
4. Käfigsegment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (55', 56', 57', 58') der Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) jeweils konvex ausgebildet ist, und dass eine gedachte Tangente (23, 24), welche sich von dem Ort der weitesten Ausdehnung des konvexen Endes (55', 56', 57', 58') des jeweiligen Schenkels (30a, 30b, 30c, 30d) nach radial innen erstreckt, die Drehachse (20) des Zylinderrol- lenlagers (21 ) trifft.
5. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den taschenseitigen und/oder halbtaschenseitigen Flächen der Seitenplatten (2, 3), der freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) und/oder der Stege (4, 5) hervor- stehende, stabförmige Vorsprünge (40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53) mit endseitigen Anlaufflächen ausgebildet sind, an denen die in der jeweiligen vollständigen Tasche (8) oder halben Tasche (10, 1 1 ) angeordneten Wälzkörper (7a, 7b, 7c) anlaufen können.
6. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere dieser Käfigsegmente (1 , 1 ', 1 *) zur Bildung eines Käfigs (22) in Um- fangsrichtung (9) des Zylinderrollenlagers (21 ) unmittelbar hintereinander sowie mit einem Gesamtumfangsspiel (S) zueinander angeordnet sind, wobei die beiden halben Taschen (10, 1 1 ) eines Käfigsegments (1 ) zusammen mit den jeweils benach- barten halben Taschen (10, 1 1 ) der unmittelbar benachbarten Käfigsegmente (1 ') jeweils eine vollständige, jedoch geteilte Tasche des Käfigs (22) bilden.
7. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten (2, 3) sowie die freie Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) nach ra- dial außen und/oder nach radial innen hervorstehende Führungselemente (12a, 12b; 13a, 13b) aufweisen, welche als abgerundete Gleitflächen zum Abstützen an einer Ringfläche eines Innenrings (16) oder Außenrings (17) des Zylinderrollenlagers (21 ) ausgebildet sind.
8. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten (2, 3), die freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) und/oder die Stege (4, 5) als Bohrungen (18a, 18b, 18c, 18d; 19a, 19b, 19c, 19d) oder radiale Ausnehmungen (28, 29) ausgebildete Schmiermittelzuführungen aufweisen, wobei die freien Schenkel (30a, 30b, 30c, 30d) wenigstens jeweils eine dieser Bohrungen (18a, 18d; 19a, 19d) aufweisen.
9. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der vollständigen Tasche (8) und der beiden halben Taschen
(10, 1 1 ) derart sind, dass die Wälzkörper (7a, 7b, 7c) dort jeweils mit einem Taschenspiel angeordnet sind.
10. Käfigsegment nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kröpfungswinkel (ß1 , ß2) einschließlich der Bereichsgrenzen 1 ° bis 20° beträgt.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219277A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Wälzlagers
DE102016208829A1 (de) 2016-05-23 2017-11-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Wälzlagers
DE102016210319A1 (de) 2016-06-10 2017-12-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Kegelrollenlagers
CN112112900B (zh) * 2020-08-28 2022-08-09 浙江天马轴承集团有限公司 一种轴承保持架及具有其的装配式大型滚子轴承

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US821882A (en) * 1903-11-14 1906-05-29 Moffett Bearing Company Roller-bearing.
DE849500C (de) * 1941-09-04 1952-09-15 Ver Kugellagerfabriken Ag Einteiliger Kaefig fuer Rollenlager
DE1026577B (de) 1956-06-06 1958-03-20 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Kaefig fuer Radialwaelzlager
JP2007255109A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Ntn Corp トンネル掘削機の回転軸支持構造
DE102008049036A1 (de) * 2008-09-25 2010-04-01 Schaeffler Kg Käfig für Wälzkörper
EP2264325A1 (de) 2002-10-08 2010-12-22 Ab Skf Segment eines Käfigs für ein Wälzlager
DE102009037422A1 (de) 2009-08-13 2011-02-17 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Käfigsegment für einen Kunststoffkäfig eines Wälzlagers und Wälzlager mit einem solchen Käfigsegment
DE102009016017B4 (de) 2009-04-02 2011-04-14 Ab Skf Halteelement eines Wälzlagers
WO2012076583A2 (de) 2010-12-07 2012-06-14 Aktiebolaget Skf Käfigsegment eines kegelrollenlagers und kegelrollenlager
DE102012223316B3 (de) 2012-12-17 2014-05-08 Aktiebolaget Skf Wälzlager
DE102013207301A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Wälzkörperführungselement, insbesondere für ein Kegelrollen-Großwälzlager
DE102013220833A1 (de) 2013-10-15 2015-04-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Käfigsegment für einen mehrteiligen Wälzlagerkäfig
WO2015119088A1 (ja) * 2014-02-07 2015-08-13 株式会社ジェイテクト 分割保持器及びころ軸受
DE102015200381A1 (de) 2015-01-14 2016-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Wälzlagers
DE102015206533A1 (de) 2015-04-13 2016-10-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Käfigs eines Wälzlagers und Käfig eines Wälzlagers
DE102015219277A1 (de) 2015-10-06 2017-04-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Wälzlagers

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE859700C (de) * 1951-03-18 1952-12-15 Duerkoppwerke Ag Geteilter Kaefig fuer Nadel- oder Walzenlager
DE1813369U (de) * 1960-04-09 1960-06-15 Kugelfischer G Schaefer & Co Kaefig fuer waelzlager, insbesondere rollenlager.
JP2004144244A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Koyo Seiko Co Ltd ころ軸受用の保持器
DK2461059T3 (en) * 2006-03-10 2015-07-13 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Roller bearing, roller holder segment, spacer and main shaft carrier for wind powered generator
JP2007285507A (ja) * 2006-03-22 2007-11-01 Ntn Corp ころ軸受、保持器セグメント、間座および風力発電機の主軸支持構造
JP4573791B2 (ja) * 2006-03-29 2010-11-04 Ｎｔｎ株式会社 ころ軸受、および風力発電機の主軸支持構造
DE102011085356A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lagersatz und Wälzlager
JP6331435B2 (ja) * 2014-02-07 2018-05-30 株式会社ジェイテクト 分割保持器及びころ軸受

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US821882A (en) * 1903-11-14 1906-05-29 Moffett Bearing Company Roller-bearing.
DE849500C (de) * 1941-09-04 1952-09-15 Ver Kugellagerfabriken Ag Einteiliger Kaefig fuer Rollenlager
DE1026577B (de) 1956-06-06 1958-03-20 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Kaefig fuer Radialwaelzlager
EP2264325A1 (de) 2002-10-08 2010-12-22 Ab Skf Segment eines Käfigs für ein Wälzlager
JP2007255109A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Ntn Corp トンネル掘削機の回転軸支持構造
DE102008049036A1 (de) * 2008-09-25 2010-04-01 Schaeffler Kg Käfig für Wälzkörper
DE102009016017B4 (de) 2009-04-02 2011-04-14 Ab Skf Halteelement eines Wälzlagers
DE102009037422A1 (de) 2009-08-13 2011-02-17 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Käfigsegment für einen Kunststoffkäfig eines Wälzlagers und Wälzlager mit einem solchen Käfigsegment
WO2012076583A2 (de) 2010-12-07 2012-06-14 Aktiebolaget Skf Käfigsegment eines kegelrollenlagers und kegelrollenlager
DE102011087864A1 (de) 2010-12-07 2012-09-06 Aktiebolaget Skf Käfigsegment eines Kegelrollenlagers und Kegelrollenlager
DE102012223316B3 (de) 2012-12-17 2014-05-08 Aktiebolaget Skf Wälzlager
DE102013207301A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Wälzkörperführungselement, insbesondere für ein Kegelrollen-Großwälzlager
DE102013220833A1 (de) 2013-10-15 2015-04-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Käfigsegment für einen mehrteiligen Wälzlagerkäfig
WO2015119088A1 (ja) * 2014-02-07 2015-08-13 株式会社ジェイテクト 分割保持器及びころ軸受
DE102015200381A1 (de) 2015-01-14 2016-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Wälzlagers
DE102015206533A1 (de) 2015-04-13 2016-10-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Käfigsegment eines Käfigs eines Wälzlagers und Käfig eines Wälzlagers
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