DE102008062913A1

DE102008062913A1 - segment cage

Info

Publication number: DE102008062913A1
Application number: DE102008062913A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Zeidlhack
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-01
Also published as: WO2010072197A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, umfassend mehrere Käfigsegmente, die jeweils zwei im Wesentlichen gegenüberliegende Kontaktflächen zum Kontaktieren benachbarter Käfigsegmente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aneinanderreihung der Käfigsegmente in einer Art wie die Käfigsegmente in einem Wälzklager angeordnet sind, zwischen den Kontaktflächen der Käfigsegmente ein oder mehrere Spalte entstehen, wobei jeder Spalt eine kleinste prozentuale Spaltbreite aufweist, die dem kleinsten Wert der Entfernung von zwei den Spalt benachbarten Kontaktflächen auf einem zum Wälzlagerkäfig konzentrisch angeordneten Kreis, bezogen auf den Umfang dieses Kreises, entspricht, und wobei die Summe aller prozentualer Spaltbreiten bei Raumtemperatur größer als 1,0% ist.The invention relates to a roller bearing cage, comprising a plurality of cage segments, each having two substantially opposite contact surfaces for contacting adjacent cage segments, characterized in that when a juxtaposition of the cage segments in a manner such as the cage segments are arranged in a rolling bearing, between the contact surfaces of the cage segments a or a plurality of gaps, each gap having a smallest percentage gap width corresponding to the smallest value of the distance of two contact surfaces adjacent the gap on a circle concentric with the rolling bearing cage relative to the circumference of that circle, and the sum of all the percent gap widths at room temperature is greater than 1.0%.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, umfassend mehrere Käfigsegmente, die jeweils zwei im Wesentlichen gegenüberliegende Kontaktflächen zum Kontaktieren benachbarter Käfigsegmente aufweisen. Derartige Wälzlagerkäfige werden beispielsweise in sogenannten Großwälzlagern mit einem Teilkreisdurchmesser von mehr als 500 mm eingesetzt. Denkbar sind dabei grundsätzlich alle Lagertypen, z. B. auch Kegelrollenlager.The The invention relates to a roller bearing cage comprising several cage segments, each two essentially opposite contact surfaces for contacting have adjacent cage segments. Such rolling bearing cages For example, in so-called large-diameter bearings used with a pitch diameter of more than 500 mm. Conceivable are basically all types of storage, eg. B. also tapered roller bearings.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Käfige für Wälzlager sind vielfach bekannt und dienen dazu, Käfigtaschen bereitzustellen, in denen Wälzkörper gehalten und geführt werden. Beim Betrieb eines solchen Wälzlagers kann es jedoch zu einer Quell- und/oder Temperaturausdehnung des Materials, aus dem die Käfigsegmente gefertigt sind, kommen. Dies kann zu starken Spannungen im Käfig führen, weil sich üblicherweise das Material des Käfigs bzw. der Käfigsegmente wesentlich stärker thermisch ausdehnt, als das üblicherweise aus Stahl gefertigte Wälzlager. Die mechanischen Spannungen können zu einer Erhöhung der Reibung, zu einem Verklemmen oder gar zu einem Bruch des Käfigs führen.cages For rolling bearings are widely known and serve to provide cage pockets in which rolling elements be held and guided. In the operation of such Rolling it may, however, to a source and / or temperature expansion the material from which the cage segments are made, come. This can lead to high voltages in the cage, because usually the material of the cage or the cage segments much more thermally expands than the rolling bearing usually made of steel. The mechanical stresses can increase friction, jamming or even breaking the cage to lead.

In der DE 102 46 825 A1 wird vorgeschlagen, einen Käfig aus mehreren Käfigsegmenten zu bilden, die nicht miteinander verbunden d. h. lose eingebaut sind und die so dimensioniert sind, dass bei einer Aneinanderreihung zwischen den benachbarten Stirnseiten eines letzten und eines ersten Käfigsegmentes ein Zwischenraum verbleibt, um eine quell- und/oder temperaturbedingte Ausdehnung aufzunehmen, so dass mechanische Spannungen vermieden werden. Damit ergibt sich ein Gesamt-Endspiel. Gemäß der DE 102 46 825 A1 soll das Gesamt-Endspiel zwischen 0,15% und 1% des Umfangs eines Kreises betragen, der mittig durch die aneinander gereihten Käfigsegmente verläuft. Insbesondere soll gemäß der DE 102 46 825 A1 das Gesamt-Endspiel den vorgegebenen Wertebereich nicht überschreiten, da ansonsten ein unvertretbares Aufeinanderschlagen benachbarter Käfigsegmente entstehen soll.In the DE 102 46 825 A1 It is proposed to form a cage of several cage segments, which are not connected to each other ie loosely installed and which are dimensioned so that when a juxtaposition between the adjacent end faces of a last and a first cage segment remains a gap to a source and / or absorb temperature-induced expansion, so that mechanical stresses are avoided. This results in a total final. According to the DE 102 46 825 A1 the total endgame should be between 0.15% and 1% of the circumference of a circle running centrally through the stringed cage segments. In particular, according to the DE 102 46 825 A1 the overall endgame does not exceed the given value range, since otherwise an unacceptable succession of adjacent cage segments should arise.

Nachteilig bei dem in der DE 102 46 825 A1 vorgeschlagenen Wertebereich für das Gesamt-Endspiel ist jedoch, dass durch den Maximalwert, der das Aufeinanderschlagen benachbarter Käfigsegmente in Grenzen halten soll, eine im Betrieb möglicherweise auftretende quell- und/oder temperaturbedingte Ausdehnung weiterhin zu einem Verklemmen des Käfigs führen kann.A disadvantage of the in the DE 102 46 825 A1 However, the proposed range of values for the overall endgame is that the maximum value, which is intended to limit the collision of adjacent cage segments, means that any expansion of the source and / or temperature that may occur during operation can still lead to jamming of the cage.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wälzlagerkäfig der Eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, wobei der Wälzlagerkäfig bei sämtlichen im Betrieb auftretenden quell- und/oder temperaturbedingten Ausdehnungen ein Verklemmen einzelner Käfigsegmente verhindert.Of the present invention is based on the object, a roller bearing cage to provide the input mentioned kind wherein the rolling bearing cage in all occurring during operation source and / or temperature-induced expansions prevents jamming of individual cage segments.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird durch den Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1 sowie durch das Wälzlager gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Demzufolge ist ein gattungsgemäßer Wälzlagerkäfig dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aneinanderreihung der Käfigsegmente in einer Art wie die Käfigsegmente in einem Wälzlager angeordnet sind, zwischen den Kontaktflächen der Käfigsegmente ein oder mehrere Spalte entstehen, wobei jeder Spalt eine kleinste prozentuale Spaltbreite aufweist, die dem kleinsten Wert der Entfernung von zwei den Spalt benachbarten Kontaktflächen auf einem zum Wälzlagerkäfig konzentrisch angeordneten Kreis bezogen auf den Umfang dieses Kreises entspricht, und wobei die Summe aller prozentualer Spaltbreiten bei Raumtemperatur größer als 1,0% ist.These Task is by the rolling bearing cage according to claim 1 and through the rolling bearing according to the resolved sibling claim. Consequently, a generic Rolling bearing cage characterized in that at a juxtaposition of the cage segments in a kind as the cage segments arranged in a rolling bearing are, between the contact surfaces of the cage segments one or more gaps arise, each gap being a smallest percent gap width, which is the smallest value of the distance of two contact surfaces adjacent to the gap on one to the rolling bearing cage concentrically arranged circle corresponds to the circumference of this circle, and wherein the Sum of all percentage gap widths at room temperature greater than 1.0%.

Erfindungsgemäß soll somit ein im Vergleich zur DE 102 46 825 A1 größeres umfängliches Spiel zwischen den einzelnen Käfigsegmenten vorgesehen werden. Zwar wird dadurch zunächst die Gefahr des Aufeinanderschlagens benachbarter Käfigsegmente vergrößert. Es zeigte sich jedoch, dass dieser Nachteil durch die Vorteile einer weiteren Reduzierung von quell- und/oder temperaturbedingten Verklemmen der Käfigsegmente weitaus kompensiert werden kann. Darüber hinaus kann das Aufeinanderschlagen benachbarter Käfigsegmente bei Bedarf durch geeignetere Maßnahmen unterbunden bzw. ausreichend reduziert werden.According to the invention, therefore, in comparison to DE 102 46 825 A1 larger circumferential clearance between the individual cage segments are provided. Although this initially increases the risk of clashing adjacent cage segments. However, it has been found that this disadvantage can be compensated by the advantages of a further reduction of swelling caused by swelling and / or temperature of the cage segments. In addition, the juxtaposition of adjacent cage segments can be prevented if necessary by more appropriate measures or reduced sufficiently.

Falls insgesamt nur ein einziger Spalt zwischen den Käfigsegmenten auftritt, wie es gemäß der DE 102 46 825 A1 bei losen Käfigsegmenten der Fall sein kann, entspricht die Summe aller prozentualer Spaltbreiten der prozentualen Spaltbreite dieses einzigen Spaltes. Falls verkette Käfigsegmente wie gemäß der DE 10 2006 022 951 A1 vorliegen, die bei einer Aneinanderreihung der Käfigsegmente in einer Art wie die Käfigsegmente in einem Wälzlager angeordnet sind, nicht einen einzigen, sondern eine Vielzahl von Spalten bilden, wird die Summe aller prozentualer Spaltbreiten durch die prozentuale Spaltbreite sämtlicher Spalte gebildet.If a total of only a single gap between the cage segments occurs, as according to the DE 102 46 825 A1 for loose cage segments, the sum of all the percent gap widths corresponds to the percent gap width of this single gap. If chaining cage segments as in the DE 10 2006 022 951 A1 present, which are arranged at a juxtaposition of the cage segments in a manner such as the cage segments in a rolling bearing, not a single, but a plurality of columns, the sum of all percentage gap widths is formed by the percentage gap width of all gaps.

In jedem Fall wird die prozentuale Spaltbreite bei Raumtemperatur bestimmt, d. h. bei 20°C. Durch den erfindungsgemäßen Wert der Summe aller Spaltbreiten wird gewährleistet, dass der Wälzlagerkäfig Betriebstemperaturen bis zu 180°C, d. h. eine Temperaturdifferenz zwischen Raumtemperatur und maximaler Betriebstemperatur von 160°C ermöglicht.In any case, the percentage gap width is determined at room temperature, ie at 20 ° C. By the inventive value of the sum of all Gap widths ensures that the rolling bearing cage operating temperatures up to 180 ° C, ie a temperature difference between room temperature and maximum operating temperature of 160 ° C allows.

Insbesondere, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Summe aller prozentualer Spaltbreiten größer als 1,1% ist, vorzugsweise größer 1,2% ist, weiter vorzugsweise dem Wert 1,25% entspricht, wird gewährleistet das eine Betriebstemperatur von 180°C ermöglicht wird, wobei bei dieser Temperatur weiterhin ein ausreichendes umfängliches Spiel zwischen den Käfigsegmenten verbleibt. Beispielsweise liegt bei einem Käfig mit einem Käfigteilkreisdurchmesser von 2075 mm bei einer Betriebstemperatur von 180°C und einem Wert der Summe der prozentualen Spaltbreite von 1,2% bei Raumtemperatur immer noch ein umfängliches Spiel bei 180°C von ca. 0,7%, d. h. ca. 44 mm vor. D. h. auch bei maximaler Betriebstemperatur liegt pro Spalt noch ein verbleibendes Spiel von durchschnittlich ca. 2 mm bei einem Käfig mit 22 Käfigsegmenten vor, wodurch ein Betrieb ohne Verklemmen der Käfigsegmente gewährleistet wird.Especially, if according to a preferred embodiment the sum of all percentage gap widths larger is greater than 1.1%, preferably greater than 1.2% preferably equal to 1.25% is guaranteed which allows an operating temperature of 180 ° C is, at this temperature continues to be a sufficient circumferential Game between the cage segments remains. For example lies in a cage with a cage pitch circle diameter of 2075 mm at an operating temperature of 180 ° C and a value of the sum of the percentage gap width of 1.2% at room temperature still an extensive game at 180 ° C of about 0.7%, d. H. about 44 mm before. Ie. even at maximum operating temperature there is one remaining game per gap on average about 2 mm in a cage with 22 cage segments before, allowing operation without jamming the cage segments is guaranteed.

Andererseits ist es ausreichend, den Wert der Summe aller prozentualer Spaltbreiten kleiner als 5%, vorzugsweise kleiner als 4%, weiter vorzugsweise kleiner als 3% zu halten. Diese Werte ermöglichen bis zu den notwendigen Betriebstemperaturen ein ausreichendes umfängliches Spiel. Im Prinzip sind dem Wert der Summe aller prozentualer Spaltbreiten Grenzen nur durch die geforderte Tragfähigkeit des Lagers bzw. die notwendige Breite von Stegen zur Begrenzung von Wälzkörpertaschen gegeben.on the other hand it is sufficient, the value of the sum of all percentage gap widths less than 5%, preferably less than 4%, more preferably less than 3%. These values allow up to the necessary operating temperatures a sufficient circumferential Game. In principle, the value of the sum of all percentage gap widths are limits only by the required load capacity of the warehouse or the necessary width of webs to limit Wälzkörpertaschen given.

Gemäß einer Ausführungsform entspricht eine Kontaktfläche jeweils einem Teil einer Stirnfläche des Käfigsegments. Grundsätzlich können die Kontaktflächen beliebige Formen aufweisen, z. B. plan oder gekrümmt sein. Plane benachbarte Kontaktflächen stehen vorzugsweise senkrecht zu einem konzentrisch zum Käfig angeordneten Kreis, so dass im Falle eines Kontaktierens dieser benachbarten Kontaktflächen ein Kontakt über die gesamten Kontaktflächen erfolgt. Wenn die Kontaktflächen nur einen Teil einer Stirnfläche des entsprechenden Käfigsegments umfassen, kann die Kontaktfläche durch zwei oder mehrere Teilflächen gebildet werden.According to one Embodiment corresponds to a contact surface each part of an end face of the cage segment. Basically, the contact surfaces have any shapes, z. B. plan or curved. Plane adjacent contact surfaces are preferably vertical to a circle concentric with the cage, so that in case of contacting these adjacent contact surfaces a contact takes place over the entire contact surfaces. If the contact surfaces only a part of an end face include the corresponding cage segment, the contact surface be formed by two or more sub-areas.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest ein Käfigsegment eine Kopplungseinheit auf, die ausgebildet ist, um das Käfigsegment stirnseitig mit einem weiteren Käfigsegment zu verbinden. Benachbarte Käfigsegmente können somit derart miteinander verbunden werden, dass sich das umfängliche Spiel zwischen den Käfigsegmenten nicht an einem einzigen Spalt konzentrieren kann, sondern auf mehrere Spalte verteilt wird. Bei einer losen Anordnung der Käfigsegmente zeigte sich, dass sich diese derart umfänglich anordnen können, dass nur ein einziger Spalt resultiert. Bei vorgespannten Wälzlagern können sich die einzelnen Segmente nun bei Temperaturerhöhungen aufgrund der Vorspannung der Wälzkörper zwischen den Wälzlagerlaufbahnen oftmals nicht umfänglich ausdehnen, obwohl prinzipiell in dem einzigen Spalt ein ausreichendes umfängliches Spiel vorhanden ist. Die Kopplungseinheiten verhindern dieses Problem.According to one preferred embodiment has at least one cage segment a coupling unit which is formed to the cage segment frontally to connect with another cage segment. neighboring Cage segments thus can with each other in such a way be connected, that the extensive play between Do not concentrate the cage segments on a single gap can, but is spread over several columns. In a loose Arrangement of the cage segments showed that this can arrange so circumferentially that only one only gap results. For preloaded roller bearings The individual segments can now increase in temperature due to the preload of the rolling elements between the rolling bearing raceways often not circumferential expand, although in principle in the single gap sufficient circumferential Game is available. The coupling units prevent this problem.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kopplungseinheit eine Reibschlussverbindung. Eine Reibschlussverbindung stellt hierbei jegliche Verbindung dar, die bei einer Relativbewegung, insbesondere bei einer umfänglichen Bewegung, der derart miteinander verbundenen Käfigsegmente Reibung erzeugt. Diese Reibung vermindert die entsprechende Relativbewegung, wodurch letztendlich das Aufeinanderschlagen benachbarter Käfigsegmente reduziert wird bzw. bei entsprechend groß gewählter Reibung im Betrieb völlig unterbunden werden kann. Diese Lösung ist gegenüber der aus der DE 102 46 825 A1 bekannten Lösung zur Reduzierung des Aufein anderschlagens, nämlich der Reduzierung des umfänglichen Spiels, zu bevorzugen, da keine negativen Auswirkungen auf die maximal möglichen quell- und temperaturbedingten Ausdehnungen der Käfigsegmente resultieren. Bei einem Käfigsegment mit Umfangsstegen kann eine Reibschlussverbindung z. B. dadurch bewerkstelligt werden, dass Kopplungsstege als Verlängerung der Umfangsstege vorgesehen werden, wobei die Kopplungsstege Verrastungsausnehmungen aufweisen, die gegen eine Seitenfläche des benachbarten Käfigsegments drücken, d. h. bei Relativbewegung der zwei Käfigsegmente Reibung verursachen.According to a preferred embodiment, the coupling unit comprises a frictional connection. In this case, a frictional connection represents any connection which generates friction during a relative movement, in particular during a circumferential movement, of the cage segments interconnected in this way. This friction reduces the corresponding relative movement, whereby ultimately the succession of adjacent cage segments is reduced or can be completely prevented in accordance with large selected friction during operation. This solution is opposite to that of the DE 102 46 825 A1 known solution for reducing Aufein anderschlagens, namely the reduction of the circumferential game, to prefer, since no negative effects on the maximum possible source and temperature-induced expansions of the cage segments result. In a cage segment with peripheral webs, a frictional connection z. B. be accomplished by coupling webs are provided as an extension of the circumferential webs, wherein the coupling webs Verrastungsausnehmungen press against a side surface of the adjacent cage segment, ie cause friction in relative movement of the two cage segments.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest ein Käfigsegment radial nach außen und/oder radial nach innen hervorstehende Führungselemente zum Abstützen an einer Wälzlagerlaufbahn auf. Das Käfigsegment ist somit in den restlichen Bereichen radial gegenüber den Wälzlagerlaufbahnen zurückgenommen und wird kontrolliert über das oder die Führungselemente geführt. Die Führungselemente können durch Führungsnoppen, Kufen etc. gebildet werden. Beispielsweise können radial nach innen gerichtete Führungsnoppen und radial nach außen gerichtete Führungsstege, welche in Umfangsrichtung als Kufen ausgebildet sind, vorgesehen werden.According to one preferred embodiment has at least one cage segment radially outwardly and / or radially inwardly projecting Guide elements for supporting on a rolling bearing raceway on. The cage segment is thus in the remaining areas withdrawn radially relative to the rolling bearing raceways and is controlled by the guide element (s) guided. The guide elements can be formed by guide knobs, skids, etc. For example can radially inward guide knobs and radially outwardly directed guide webs, which are formed in the circumferential direction as runners provided become.

Gemäß einer Ausführungsform weist zumindest ein Käfigsegment eine oder mehrere Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern auf.According to one Embodiment has at least one cage segment one or more pockets for receiving rolling elements on.

Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Käfigsegmente aus Kunststoff, insbesondere Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK). Möglich sind auch allgemein thermoplastische Kunststoffe, insbesondere mit einer Glas-/Kohle-/Aramidverstärkung.According to one embodiment, the cage segments are made of plastic, in particular polyether ether ketone (PEEK). Also possible in general thermoplastics, in particular with a glass / carbon / aramid reinforcement.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Käfigsegmente zur Aufnahme von Kegelrollen ausgebildet.According to one Embodiment are the cage segments for receiving formed by tapered rollers.

Die Erfindung ist weiterhin auf ein Wälzlager mit einem Käfig der oben beschriebenen Art gerichtet. Dabei werden Wälzkörper durch die Käfigsegmente geführt. Das Wälzlager kann weiterhin einen Außen- und/oder Innenring umfassen.The Invention is further directed to a rolling bearing with a cage addressed the type described above. In this case, rolling elements passed through the cage segments. The rolling bearing may further comprise an outer and / or inner ring.

Vorzugsweise weist das Wälzlager eine Vorspannung auf. Dadurch wird das umfängliche Verschieben der Wälzkörper zueinander und damit auch das umfängliche Verschieben der Käfigsegmente zueinander reduziert. Somit wird das Aufeinanderschlagen benachbarter Käfigsegmente vermindert.Preferably the rolling bearing has a preload. This will the circumferential displacement of the rolling elements to each other and thus the extensive shifting of the Cage segments reduced to each other. Thus, the succession becomes adjacent cage segments diminished.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:Further Advantages and embodiments of the present invention result from the attached drawings. Show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegments eines Käfigs und 1 an embodiment of a cage segment according to the invention of a cage and

2 eine Detaildarstellung zweier ineinander greifender Käfigsegmente nach 1. 2 a detailed representation of two interlocking cage segments after 1 ,

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

In den 1 und 2 sind eine perspektivische Darstellung eines Käfigsegments und eine Detaildarstellung zweier ineinander greifender Käfigsegmente gezeigt. Ein Wälzlager, umfassend mehrere solcher Käfigsegmente, kann beispielsweise zur Abstützung eines Rotors einer Windkraftanlage verwendet werden.In the 1 and 2 are shown a perspective view of a cage segment and a detailed representation of two interlocking cage segments. A rolling bearing comprising a plurality of such cage segments, for example, can be used to support a rotor of a wind turbine.

Zum Bilden eines Käfigs werden gleichartige Käfigsegmente 1 miteinander verbunden, so dass ein geschlossener Ring entsteht, der den Käfig für das Wälzlager bildet. Im Einzelnen weist das Käfigsegment 1 einen inneren Um fangssteg 2 und einen äußeren Umfangssteg 3 auf. Der innere Umfangssteg 2 weist hier einen kleineren Krümmungsradius auf als der äußere Umfangssteg 3. Die einzuführenden Wälzkörper weisen hier eine konische Form auf.To form a cage, similar cage segments are used 1 connected together so that a closed ring is formed, which forms the cage for the rolling bearing. In detail, the cage segment 1 an inner circumferential ridge 2 and an outer peripheral ridge 3 on. The inner peripheral ridge 2 here has a smaller radius of curvature than the outer circumferential ridge 3 , The rolling elements to be introduced here have a conical shape.

Zwischen dem inneren Umfangssteg 2 und dem äußeren Umfangssteg 3 sind Verbindungsstege 4 angeordnet, die im Wesentlichen einen gleichen Abstand zueinander aufweisen und zwischen denen Taschen 5 ausgebildet sind, um jeweils einen nicht dargestellten Wälzkörper aufzunehmen.Between the inner peripheral ridge 2 and the outer circumferential ridge 3 are connecting bridges 4 arranged, which have substantially an equal distance from each other and between which pockets 5 are formed to each receive a rolling element, not shown.

Zur Führung der Wälzkörper in den Taschen 5 weisen die Verbindungsstege 4 Führungselemente 6 auf, mit denen die Lage der Wälzkörper in den Taschen 5 gesichert ist. An jedem Verbindungssteg 4 sind für jede benachbarte Tasche 5 jeweils zwei Führungselemente 6 vorgesehen, die bezüglich der Achsrichtung des durch die Käfigsegmente 1 zu bildenden Käfigs in gleicher Richtung von den Verbindungsstegen 4 abstehen. Daneben dienen die Führungselemente 6 auch als Abstützelemente, um den Käfig, beispielsweise im Falle einer temperaturbedingten Ausdehnung, gegenüber der Laufbahn eines Außenrings abzustützen. In einer bezüglich der Radialrichtung des Käfigs gegenüberliegenden Seite der Verbindungsstege 4 ist jeweils ein nicht dargestellter radialer Vorsprung vorgesehen, der das Käfigsegmentes 1 im Bedarfsfall auf einer (nicht gezeigten) Lauffläche des Innenrings abstützt. Durch die Führungselemente 6 einerseits und die radialen Vorsprünge andrerseits können ungewollte Verschiebungen des Käfigs gegenüber den Wälzkörpern verhindert werden. Bevorzugt ist der durch die Enden der Führungselemente 6 gebildete Außenumfang geringer als der Umfang der (nicht gezeigten) Innenringlaufbahn, um geringe Ausdehnungen des Käfigs zu ermöglichen.To guide the rolling elements in the pockets 5 have the connecting webs 4 guide elements 6 on, with which the location of the rolling elements in the pockets 5 is secured. At every connecting bridge 4 are for each adjacent bag 5 two guide elements each 6 provided with respect to the axial direction of the through the cage segments 1 to be formed cage in the same direction of the connecting webs 4 protrude. In addition serve the guide elements 6 also as support elements in order to support the cage, for example in the case of a temperature-induced expansion, with respect to the raceway of an outer ring. In a relation to the radial direction of the cage opposite side of the connecting webs 4 In each case, an unrepresented radial projection is provided, which is the cage segment 1 if necessary, supported on a (not shown) running surface of the inner ring. Through the guide elements 6 on the one hand and the radial projections on the other hand, unwanted displacements of the cage relative to the rolling elements can be prevented. Preferably, the through the ends of the guide elements 6 formed outer circumference less than the circumference of the (not shown) inner ring raceway to allow for small dimensions of the cage.

Das dargestellte Käfigsegment 1 weist vier Taschen 5 auf, die durch fünf Verbindungsstege 4 gebildet sind. Die beiden äußeren Verbindungsstege bilden gleichzeitig Stirnseiten 9 des Käfigsegmentes 1, die im zusammengesetzten Zustand Stirnseiten oder Stirnflächen von weiteren Käfigsegmenten gegenüberliegen. Auf den Stirnseiten 9 befinden sich Kontaktflächen 9a zum Kontaktieren benachbarter Käfigsegmente 1. Im Gegensatz zu den inneren Verbindungsstegen 4 weisen die äußeren Verbindungsstege, da sie jeweils nur an eine Tasche angrenzen, jeweils nur zwei Führungselemente 6 auf, um Wälzkörper in der Tasche des jeweiligen Käfigsegmentes zu führen.The illustrated cage segment 1 has four pockets 5 on, passing through five connecting bridges 4 are formed. The two outer connecting webs simultaneously form end faces 9 of the cage segment 1 in the assembled state opposite end faces or end faces of other cage segments. On the front pages 9 there are contact surfaces 9a for contacting adjacent cage segments 1 , In contrast to the inner connecting webs 4 have the outer connecting webs, since they each adjoin only one pocket, only two guide elements 6 on to lead rolling elements in the pocket of the respective cage segment.

Das Käfigsegment 1 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Taschen für Wälzkörper auf, es können jedoch auch mehr oder weniger Taschen und bevorzugt Taschen für 2–10 Wälzkörper vorgesehen sein.The cage segment 1 has four pockets for rolling elements in the embodiment shown, but it can also be more or less pockets and preferably pockets are provided for 2-10 rolling elements.

An einer ersten der Stirnseiten 9 des Käfigsegmentes 1 sind zwei Kopplungsstege 10 vorgesehen, die eine Verlängerung der Umfangsstege 2, 3 darstellen. Die Kopplungsstege 10 weisen Verrastungsausnehmungen 19 auf, in welche Verrastungsvorsprünge 18 eines weiteren Käfigsegments eingreifen können. Dabei ragen die Verrastungsvorsprünge 18 in Längsrichtung L des Käfigsegments jeweils nach außen.At a first of the front sides 9 of the cage segment 1 are two coupling bridges 10 provided, which is an extension of the circumferential webs 2 . 3 represent. The coupling bars 10 have Verrastungsausnehmungen 19 on, in which Verrastungsvorsprünge 18 can intervene another cage segment. The locking projections protrude 18 in the longitudinal direction L of the cage segment in each case to the outside.

2 zeigt eine Detaildarstellung zweier ineinander greifender Käfigsegmente. Man erkennt, dass der Verrastungsvorsprung 18 innerhalb der Verrastungsausnehmung 19 ein gewisses Spiel in Umfangsrichtung des Käfigsegments aufweist um, wie eingangs erwähnt, die thermisch bedingten Ausdehnungen aufnehmen zu können. 2 shows a detailed representation of two interlocking cage segments. One recognizes that the Verrastungsvorprung 18 within the latching recess 19 a certain game in Um Catching direction of the cage segment to, as mentioned above, to be able to absorb the thermally induced expansions.

Die Geometrien der Kopplungsstege 10, Verrastungsausnehmungen 19 und der Verrastungsvorsprünge 18 sind bevorzugt so angepasst, dass die Verrastungsausnehmungen 19 und der Verrastungsvorsprünge 18 gleitend aufgenommen werden können. Diese Geometrien sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass in dem verrasteten, d. h. ineinander gesteckten Zustand eine Spielpassung besteht, die ein Verschieben der Käfigsegmente 1 gegeneinander in Umfangsrichtung des Käfigs um einen bestimmten Weg ermöglicht. Die Spielpassung ist derart dimensioniert, dass die beim Betrieb des Wälzlagers auftretenden Quell- und Temperaturausdehnungen jedes Käfigsegmentes 1 aufgenommen werden. Erfindungsgemäß ist die Spielpassung so dimensioniert, dass ein Spiel von größer 1% der Umfangslänge des Käfigsegments 1 besteht. Insbesondere kann die Spielpassung zwischen 1% und 5%, vorzugsweise zwischen 1,25% und 4%, weiter vorzugsweise zwischen 1,5% und 3% der Länge des Käfigsegments in Umfangrichtung betragen. Erfindungsgemäß beträgt bei dieser Ausführungsform das Gesamtspiel zwischen allen Käfigsegmenten in Umfangsrichtung zwischen 1,1% und 1,3% der Länge aller Käfigsegmente in Umfangsrichtung.The geometries of the coupling webs 10 , Latching recesses 19 and the locking tabs 18 are preferably adapted so that the Verrastungsausnehmungen 19 and the locking tabs 18 can be recorded in a sliding manner. These geometries are preferably matched to one another in such a way that a clearance fit exists in the latched, ie nested state, which results in displacement of the cage segments 1 against each other in the circumferential direction of the cage allows a certain way. The clearance fit is dimensioned such that the source and temperature expansions of each cage segment occurring during operation of the rolling bearing 1 be recorded. According to the invention, the clearance fit is dimensioned so that a clearance of greater than 1% of the circumferential length of the cage segment 1 consists. In particular, the clearance fit between 1% and 5%, preferably between 1.25% and 4%, more preferably between 1.5% and 3% of the length of the cage segment in the circumferential direction. According to the invention in this embodiment, the total play between all cage segments in the circumferential direction between 1.1% and 1.3% of the length of all cage segments in the circumferential direction.

Durch entsprechende Auslegung der Verrastungsausnehmungen 19 sowie der Verrastungsvorsprünge 18 kann in das Kopplungselement eine Reibschlussverbindung integriert werden. Insbesondere können die Kopplungsstege 10 derart ausgestaltet sein, dass diese seitlich auf eine Seitenwand 20 des benachbarten Käfigsegments unter Vorspannung drücken. Diese wirkt bei einer umfänglichen Bewegung der benachbarten Käfigsegmente als Dämpfung bzw. Bremse. Dadurch werden die negativen Auswirkungen, die eine Vergrößerung des Spiels zwischen benachbarten Käfigsegmenten mit sich bringt, deutlich reduziert bzw. vollkommen eliminiert. Insbesondere wird dadurch die bisher entstandene Geräuschbildung durch das Aneinanderschlagen der Käfigsegmente reduziert.By appropriate interpretation of Verrastungsausnehmungen 19 and the Verrastungsvorsprünge 18 can be integrated into the coupling element a frictional connection. In particular, the coupling webs 10 be designed such that these laterally on a side wall 20 Press the adjacent cage segment under pretension. This acts with a circumferential movement of the adjacent cage segments as damping or brake. As a result, the negative effects that an increase in the game between adjacent cage segments brings with it, significantly reduced or completely eliminated. In particular, the previously formed noise is reduced by the juxtaposition of the cage segments.

Das Käfigsegment 1 ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff mit Glas-/Kohle-/Aramidfaserverstärkung gebildet. Als Basiswerkstoff kann beispielsweise Poly-Ether-Ether-Keton mit einem Fasergehalt zwischen 10 und 50 Gewichts-Prozent (vorzugsweise 15–25 Gewichts-Prozent) vorgesehen werden. Weitere Additive wie Zähmodifikatoren und Alterungsschutzmittel können ebenfalls in dem Material des Käfigsegmentes 1 vorgesehen sein.The cage segment 1 is preferably formed from a thermoplastic with glass / carbon / aramid fiber reinforcement. As the base material, for example, polyether ether ketone having a fiber content of between 10 and 50 percent by weight (preferably 15-25 percent by weight) may be provided. Other additives such as toughening modifiers and anti-aging agents may also be present in the material of the cage segment 1 be provided.

Der durch die Käfigsegmente 1 gebildete Käfig bzw. die Segmente können hinsichtlich der Führung der Wälzkörper in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein, d. h. im Wesentlichen in beliebigen Kombination aus Innenring bordführung, Außenringbordführung, Innenringlaufbahnführung, Außenringlaufbahnführung und/oder Wälzkörperführung.The through the cage segments 1 formed cage or the segments may be executed in terms of the leadership of the rolling elements in different ways, ie essentially in any combination of inner ring bordführung, Außenringbordführung, inner ring raceway guide, outer ring raceway guide and / or Wälzkörperführung.

11: Käfigsegmentcage segment
22: Innerer Umfangssteginner peripheral land
33: Äußerer UmfangsstegOuter peripheral land
44: Verbindungsstegconnecting web
55: Taschebag
66: Führungselementguide element
99: Stirnseitefront
9a9a: Kontaktflächecontact area
1010: Kopplungsstegcoupling web
1818: Verrastungsvorsprunglatch projection
1919: Verrastungsausnehmunglocking recess
2020: SeitenwandSide wall
LL: Längsrichtung des Käfigsegmentslongitudinal direction of the cage segment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10246825 A1 [0003, 0003, 0003, 0004, 0007, 0008, 0014] - DE 10246825 A1 [0003, 0003, 0003, 0004, 0007, 0008, 0014]
- DE 102006022951 A1 [0008] - DE 102006022951 A1 [0008]

Claims

Wälzlagerkäfig, umfassend mehrere Käfigsegmente, die jeweils zwei im Wesentlichen gegenüberliegende Kontaktflächen zum Kontaktieren benachbarter Käfigsegmente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aneinanderreihung der Käfigsegmente in einer Art wie die Käfigsegmente in einem Wälzlager angeordnet sind, zwischen den Kontaktflächen der Käfigsegmente ein oder mehrere Spalte entstehen, wobei jeder Spalt eine kleinste prozentuale Spaltbreite aufweist, die dem kleinsten Wert der Entfernung von zwei den Spalt benachbarten Kontaktflächen auf einem zum Wälzlagerkäfig konzentrisch angeordneten Kreis bezogen auf den Umfang dieses Kreises entspricht, und wobei die Summe aller prozentualer Spaltbreiten bei Raumtemperatur größer als 1,0% ist.Rolling bearing cage, comprising a plurality of cage segments, each having two substantially opposite contact surfaces for contacting adjacent cage segments, characterized in that are arranged at a juxtaposition of the cage segments in a manner such as the cage segments in a rolling bearing, between the contact surfaces of the cage segments one or more gaps wherein each gap has a smallest percentage gap width equal to the smallest value of the distance of two contact surfaces adjacent the gap on a circle concentric with the rolling bearing cage relative to the circumference of that circle, and wherein the sum of all percentage gap widths at room temperature is greater than 1; 0% is.

Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aller prozentualer Spaltbreiten größer als 1,1% ist, vorzugsweise größer 1,2% ist, weiter vorzugsweise dem Wert 1,25% entspricht.Rolling bearing cage according to claim 1, characterized in that the sum of all percentage gap widths greater than 1.1%, preferably larger 1.2%, more preferably equal to 1.25%.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aller prozentualer Spaltbreiten kleiner als 5%, vorzugsweise kleiner als 4%, weiter vorzugsweise kleiner als 3% ist.Rolling bearing cage after one of the preceding Claims, characterized in that the sum of all percent gap widths less than 5%, preferably less than 4%, more preferably less than 3%.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche jeweils einen Teil einer Stirnfläche des Käfigsegments entspricht.Rolling bearing cage after one of the preceding Claims, characterized in that a contact surface in each case a part of an end face of the cage segment equivalent.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Käfigsegment eine Kopplungseinheit aufweist, die ausgebildet ist, um das Käfigsegment stirnseitig mit einem weiteren Käfigsegment zu verbinden.Rolling bearing cage after one of the preceding Claims, characterized in that at least one cage segment a coupling unit which is formed to the cage segment frontally to connect with another cage segment.

Wälzlagerkäfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit eine Reibschlussverbindung umfasst.Rolling bearing cage according to claim 5, characterized in that the coupling unit is a frictional connection includes.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Käfigsegment radial nach außen und/oder radial nach innen hervorstehende Führungselemente zum Abstützen an einer Wälzlagerlaufbahn aufweist.Rolling bearing cage after one of the preceding Claims, characterized in that at least one cage segment radially outwardly and / or radially inwardly projecting Guide elements for supporting on a rolling bearing raceway having.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Käfigsegment eine oder mehrere Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern aufweist.Rolling bearing cage after one of the preceding Claims, characterized in that at least one cage segment one or more pockets for receiving rolling elements having.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsegmente aus Kunststoff, insbesondere Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK) bestehen.Rolling bearing cage after one of the preceding Claims, characterized in that the cage segments made of plastic, in particular polyether ether ketone (PEEK) exist.

Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigsegmente zur Aufnahme von Kegelrollen ausgebildet sind.Rolling bearing cage according to one of preceding claims, characterized in that the cage segments are designed for receiving tapered rollers.

Wälzlager, umfassend eine Vielzahl von Wälzkörpern, die durch einen Wälzlagerkäfig nach einem der vorangegangenen Ansprüche geführt werden.Rolling bearing comprising a plurality of rolling elements, by a rolling bearing cage according to one of preceding claims.

Wälzlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager eine Vorspannung aufweist.Rolling bearing according to claim 11, characterized in that that the rolling bearing has a bias.