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Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment eines Wälzlagers, welches zwei Seitenscheiben aufweist, die zwei benachbarte Wälzkörper stirnseitig teilweise übergreifen, wobei die beiden Seitenscheiben mittels wenigstens eines Axialsteges fest miteinander verbunden sind, und bei dem das Käfigsegment im montierten Zustand des Wälzlagers über seine in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisenden beiden Stirnflächen seiner Seitenscheiben mit jeweils einem benachbarten Käfigsegment in Kontakt steht.
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Wälzlager bestehen üblicherweise aus einem Innenlaufring, einem Außenlaufring und mehreren zwischen den Laufringen angeordneten Wälzkörpern. Um eine zur gleichmäßigen Lastverteilung erforderliche, auf den Umfang des Wälzlagers 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 Bolzenkäfige oder als Fensterkäfige ausgebildet. Ein Bolzenkäfig umfasst zwei geschlossene 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 geschlossene Seitenringe und mehrere umfangsseitig gleichverteilt zwischen den Seitenringen angeordnete Axialstege auf. Die Seitenringe und die Axialstege schließen mehrere üblicherweise als Fenster oder Taschen bezeichnete Zwischenräume ein, in denen jeweils ein Wälzkörper geführt ist. Bei den Wälzkörpern kann es sich abhängig von dem Aufbau und der Funktion des Wälzlagers um Zylinderrollen, Kegelrollen oder Tonnenrollen handeln.
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Abweichend von der geschlossenen Bauart kann ein Fensterkäfig auch aus Käfigsegmenten gebildet sein, die entweder miteinander verbunden sind oder zumindest umfangsseitig 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.
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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 ausgerichteten 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 Innenlaufrings geführt.
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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.
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Dagegen ist in der
DE 10 2011 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 Umfang 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.
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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 Bolzenkäfigen. 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.
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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 Wälzkörpers 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 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.
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In der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2015 200 381 A1 wird dagegen ein dem Käfigsegment 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.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Käfigsegment eines Wälzlagers der eingangs genannten Bauart vorzustellen, mit dem ein Wälzlager mit niedrigem Wälzwiderstand und zugleich hoher Packungsdichte der Wälzkörper realisierbar ist.
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Diese Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Axialstege plattenförmig ausgebildet sind oder zumindest einen weitgehend plattenförmigen Stegabschnitt aufweise, dass wenigstens einer der Axialstege oder ein Stegabschnitt tangential sowie radial außen oder radial innen an den beiden Seitenscheiben angeordnet ist, und dass an dem wenigstens einen Axialsteg oder Stegabschnitt, welcher tangential sowie radial außen oder radial innen an den Seitenscheiben angeordnet ist, mindestens ein im Umfangsrichtung des Wälzlagers weisender Vorsprung ausgebildet ist, welcher eine Anlauffläche zur umfangsseitigen Führung der beiden zugeordneten Wälzkörper aufweist.
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Die Erfindung geht demnach aus von einem prinzipiell bekannten Käfigsegment eines Wälzlagers, welches zwei Seitenscheiben aufweist, die zwei benachbarte Wälzkörper stirnseitig teilweise übergreifen, wobei die beiden Seitenscheiben mittels wenigstens einem Axialsteg fest miteinander verbunden sind, und bei dem das Käfigsegment im montierten Zustand des Wälzlagers über seine in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisenden beiden Stirnflächen seiner Seitenscheiben mit jeweils einem benachbarten Käfigsegment in Kontakt steht.
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Im Unterschied zu den bekannten Käfigsegmenten ist bei dem erfindungsgemäßen Käfigsegment vorgesehen, dass der wenigstens eine Axialsteg plattenförmig ausgebildet ist oder zumindest einen weitgehend plattenförmigen Stegabschnitt aufweisen, dass wenigstens einer der Axialstege oder ein Stegabschnitt tangential sowie radial außen oder radial innen an den beiden Seitenscheiben angeordnet ist, und dass an dem wenigstens einen Axialsteg oder Stegabschnitt, welcher tangential sowie radial außen oder radial innen an den Seitenscheiben angeordnet ist, mindestens ein im Umfangsrichtung des Wälzlagers weisender Vorsprung ausgebildet ist, welcher eine Anlauffläche zur umfangsseitigen Führung der beiden zugeordneten Wälzkörper aufweist.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass genau zwei plattenförmig ausgebildete, tangential ausgerichtete sowie radial innen beziehungsweise radial außen abgeordnete Axialstege vorhanden sind, die mit ihren axialen Rändern an den radial äußeren beziehungsweise radial inneren Rändern der Seitenscheiben befestigt sind, und an deren in Umfangsrichtung des Wälzlagers weisende Seiten jeweils zwei Vorsprünge mit jeweils einer Anlauffläche zur umfangsseitigen Führung der beiden zugeordneten Wälzkörper angeordnet ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den beiden tangential ausgerichteten Axialstegen oder anstelle des zweiten tangential ausgerichteten Axialsteges ein plattenförmig ausgebildeter sowie radial ausgerichteter Axialsteg vorhanden ist, dass der radial ausgerichtete Axialsteg in Umfangsrichtung des Wälzlagers gesehen mittig an den beiden Seitenscheiben sowie mit seinen beiden radialen Rändern an den beiden tangential ausgerichtetes Axialstegen oder mit einem seiner beiden radialen Ränder an dem nur einen tangential ausgerichteten Axialsteg befestigt ist.
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Bei der vorgesehenen Anwendung des Käfigsegmentes in einem Großwälzlager sind die Seitenscheiben und die Axialstege bevorzugt aus einem Stahlblech ausgestanzt oder zum Beispiel mit einem Laserschneidegerät ausgeschnitten sowie form- und stoffschlüssig miteinander verbunden, wodurch eine hohe Stabilität und Dauerhaltbarkeit des Käfigsegmentes erzielt wird.
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Zur formschlüssigen Verbindung ist bevorzugt vorgesehen, dass die tangential ausgerichteten Axialstege mit ihren axialen Rändern in zugeordnete längliche Ausnehmungen an den radialen Rändern der Seitenscheiben eingesetzt sind, und dass der radial ausgerichtete Axialsteg mit an seinen axialen Rändern vorstehend angeordneten Befestigungsstegen in zugeordnete schlitzförmige Montageöffnungen der Seitenscheiben sowie mit an seinen radialen Rändern vorstehend angeordneten Befestigungsstegen in zugeordnete schlitzförmige Montageöffnungen in den tangential ausgerichteten Axialstegen beziehungsweise in dem tangential ausgerichteten Axialsteg eingesetzt ist.
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Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass nur die beiden Seitenscheiben aus einem Stahlblech ausgestanzt oder ausgeschnitten sind, dass nur ein Axialsteg aus Metall vorhanden ist, welcher einen axial und tangential ausgerichteten Stegabschnitt sowie einen axial und radial ausgerichteten Stegabschnitt aufweist, und dass die beiden Seitenscheiben sowie der axial und radial Stegabschnitt formschlüssig und stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Stegkörper um ein Guss-, Schmiede-, oder Sintermetallbauteil handeln.
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Zur formschlüssigen Verbindung der Bauteile reicht es in diesem Fall aus, wenn der Axialsteg mit an den axialen Rändern des axial und radial ausgerichteten Stegabschnitts hervorstehend angeordneten Befestigungsstegen in zugeordnete schlitzförmige Montageöffnungen in den beiden Seitenscheiben eingesetzt ist.
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Zur stoffschlüssigen Verbindung der Bauteile ist bei beiden Ausführungsformen des Käfigsegmentes beispielsweise vorgesehen, dass die Seitenscheiben und die Axialstege oder der Stegkörper vorzugsweise mittels Laserschweißen miteinander verbunden sind. Durch das Laserschweißen wird eine hoch belastbare Verbindung der Bauteile erzielt, und durch den geringen Wärmeeintrag praktisch kein Verzug des Käfigsegmentes erzeugt. Dazu alternative Verbindungsarten, wie das Verpressen, Verstemmen, Verkleben, Verlöten, Elektroden- oder MIG-Verschweißen, Verschrauben oder Vernieten der Bauteile, sind dagegen deutlich aufwendiger und hinsichtlich eines Verzugs des Käfigsegmentes riskanter.
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Zur umfangsseitigen Führung der Wälzkörper sind an den umfangsseitigen Rändern der tangential ausgerichteten Axialstege vorzugsweise jeweils zwei Vorsprünge mit jeweils einer ebenen oder konkav gewölbten Anlauffläche angeordnet. Bei ebenen Anlaufflächen ergeben sich relativ kleine linienförmige Kontaktflächen mit den Mantelflächen der zugeordneten Wälzkörper, was zu einem niedrigen Wälzwiderstand des betreffenden Wälzlagers führt, jedoch mit einem erhöhten Verschleiß an den Anlaufflächen verbunden ist. Bei entsprechend der Wölbung der Mantelflächen der Wälzkörper konkav gewölbten Anlaufflächen sind die Kontaktflächen mit den Mantelflächen der zugeordneten Wälzkörper dagegen größer, was zu einem höheren Wälzwiderstand des betreffenden Wälzlagers führt, jedoch mit einem geringeren Verschleiß an den Anlaufflächen verbunden ist. Die genannten Vorsprünge sind bezüglich einer tangentialen Mittelachse bevorzugt symmetrisch und nahe der axialen Ränder angeordnet, da hierdurch eine stabile Führung der Wälzkörper erzielbar ist, sowie die Anlaufflächen und damit die Kontaktflächen mit den Wälzkörpern relativ klein gehalten werden können.
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Bei Verwendung eines einstückigen Axialstegs, der einen axialen und einen radiales Stegabschnitt aufweist, kann dieser zur umfangsseitigen Führung der zugeordneten Wälzkörper alternativ oder zusätzlich zu den umfangsseitig vorstehenden Vorsprüngen auch derart ausgebildet sein, dass im Übergangsbereich zwischen dem axial und tangential ausgerichteten Stegabschnitt sowie dem axial und radial ausgerichteten Stegabschnitt in Umfangsrichtung des Wälzlagers gesehen beidseitig jeweils zumindest abschnittweise eine ebene oder konkav gewölbte Anlauffläche zur Führung der zugeordneten Wälzkörper ausgebildet ist.
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Insbesondere, wenn das Käfigsegment mit einem radial ausgerichteten Axialsteg versehen ist, durch den der tangentiale Austausch eines Schmiermittels im Wälzlager behindert wird, kann vorgesehen sein, dass die tangential ausgerichteten Axialstege an ihrer radialen Außenwand oder der axial und tangential ausgerichtete Stegabschnitt oder der axial und radial ausgerichtete Stegabschnitt an seinem freien radialen Rand eine Ausnehmung zum tangentialen Durchtritt eines Schmiermittels aufweist
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Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass an den axial zueinander weisenden Flächen der Seitenscheiben des Käfigsegments axial hervorstehende Vorsprünge ausgebildet sind, die an ihrer Stirnseite jeweils eine Anlauffläche aufweisen. Die Vorsprünge dienen zur sehr reibungsarmen axialen Führung der in einem erfindungsgemäß ausgebildeten Käfigsegment.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit drei Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegmentes eines Wälzlagers in einer perspektivischen Ansicht,
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1a einen Ausschnitt eines Wälzlagers mit zwei Käfigsegmenten gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht,
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1b einen Ausschnitt eines Wälzlagers mit zwei Käfigsegmenten gemäß 1 in einer perspektivischen Schnittansicht,
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2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegmentes eines Wälzlagers in einer perspektivischen Ansicht,
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2a einen Ausschnitt eines Wälzlagers mit zwei Käfigsegmenten gemäß 2 in einer perspektivischen Ansicht,
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2b einen Ausschnitt eines Wälzlagers mit zwei Käfigsegmenten gemäß 2 in einer perspektivischen Schnittansicht,
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3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegmentes eines Wälzlagers in einer perspektivischen Ansicht,
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3a einen zwei Stegabschnitte aufweisenden Axialsteg des Käfigsegmentes nach 3 in einer perspektivischen Ansicht, und
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3b eine Seitenscheibe des Käfigsegmentes gemäß 3 in einer perspektivischen Ansicht.
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Eine in 1 in einer perspektivischen Ansicht abgebildete erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegmentes 1.1 eines vorliegend beispielhaft als Zylinderrollenlager ausgeführten Wälzlagers weist zwei Seitescheiben 2a, 2b und zwei Axialstege 3, 4 auf. Die beiden baugleich ausgeführten Seitenscheiben 2a, 2b sind scheibenförmig ausgebildet und parallel zueinander ausgerichtet. Die Axialstege 3, 4 sind plattenförmig ausgebildet und mit zueinander paralleler, zu den Seitenscheiben rechtwinkliger und bezüglich der Anordnung in dem Wälzlager tangentialer Ausrichtung zwischen den Seitenscheiben 2a, 2b angeordnet. Die Seitenscheiben 2a, 2b und die Axialstege 3, 4 sind vorzugsweise aus einem Stahlblech ausgestanzt oder zum Beispiel mit einem Laserschneidegerät ausgeschnitten sowie form- und stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Seitenscheiben 2a, 2b weisen an ihren radialen Rändern jeweils eine Ausbuchtung 9a, 9b zur Gleitführung auf den Laufbahnen der nicht gezeigten Laufringe des Wälzlagers auf.
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Der Begriff „plattenförmig” für die Geometrie der Axialstege 3, 4 wurde gewählt, weil die Axialstege, wie dies der radial innen angeordnete Axialsteg 4 beispielhaft verdeutlicht, auch sehr schmal ausgebildet sein können, eine Geometrie also, welche begrifflich einen größeren Abstand zu dem Begriff „scheibenförmig” hat als zu dem Begriff „plattenförmig”.
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Der erste, radial außen angeordnete Axialsteg 3, ist mit seinen beiden axialen Rändern 15 in entsprechende längliche Ausnehmungen 12 an den bezüglich der Anordnung in dem Wälzlager radial äußeren Rändern 11 der Seitenscheiben 2a, 2b eingesetzt und mit diesen vorzugsweise laserverschweißt. Ebenso ist der zweite Axialsteg 4 mit seinen axialen Rändern 19 in entsprechende längliche Ausnehmungen 14 an den bezüglich der Anordnung in dem Wälzlager radial inneren Rändern 13 der Seitenscheiben 2a, 2b eingesetzt und mit diesen bevorzugt ebenfalls laserverschweißt.
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Die Seitenscheiben 2a, 2b sind jeweils mit zwei runden Öffnungen 6 zum Durchtritt eines Schmiermittels versehen. Zudem weisen die Seitenscheiben 2a, 2b auf der den Wälzkörpern zugewandten Innenseite 40 jeweils insgesamt vier Vorsprünge 7 mit jeweils einer konvex gewölbten Anlauffläche 8 zur axialen Führung der zugeordneten zylindrischen Wälzkörper 5, 5', 5'' auf. Die Vorsprünge 7 sind nahe an den Ecken der Seitenscheiben 2a, 2b angeordnet und vorliegend beispielhaft durch Ausprägen an den Seitenscheiben 2a, 2b hergestellt. Es besteht ein geringes axiales Spiel zwischen den Stirnflächen 24 der Wälzkörper 5, 5', 5'' und den genannten Anlaufflächen 8 der zugeordneten Vorsprünge 7.
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Der beiden Axialstege 3, 4 weisen an ihren umfangsseitigen Rändern 16, 20 jeweils zwei Vorsprünge 17, 21 mit jeweils einer Anlauffläche 18, 22 zur umfangsseitigen Führung der zugeordneten Wälzkörper 5, 5' auf. Die Vorsprünge 17, 21 sind bezüglich einer tangentialen Mittelachse symmetrisch und nahe der axialen Ränder 15, 19 der Seitenscheiben 2a, 2b angeordnet. Die Anlaufflächen 18, 22 der Vorsprünge 17, 21 sind konkav gewölbt ausgeführt und tangential zu den Mantelflächen 23 der zugeordneten Wälzkörper 5, 5' ausgerichtet.
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In 1a ist ein Ausschnitt eines Wälzlagers in einer perspektivischen Ansicht abgebildet, die zwei Käfigsegmente 1.1, 1.1' und drei zugeordnete Wälzköper 5, 5', 5'' umfasst. In 1b ist dieselbe Anordnung von Käfigsegmenten 1.1, 1.1' und Wälzkörpern 5, 5', 5'' in einer außermittigen perspektivischen Schnittansicht abgebildet.
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In den 1a und 1b ist erkennbar, dass die Wälzkörper 5, 5', 5'' umfangsseitig über die Anlaufflächen 18, 22 der an den umfangsseitigen Rändern 16, 20 der Axialstege 3, 4 angeordneten Vorsprünge 17, 21 geführt sind. Aus 1a geht auch hervor, dass die umfangsseitig benachbarten Käfigsegmente 1.1, 1.1' durch das Anliegen der umfangsseitigen Stirnflächen 10 der jeweiligen Seitenscheiben 2a, 2b miteinander in Kontakt stehen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Wälzkörper 5, 5', 5'' über den Umfang des betreffenden Wälzlagers sichergestellt ist. In 1b ist zudem erkennbar, dass durch den Freiraum zwischen den Axialstegen 3, 4 der Käfigsegmente 1.1, 1.1' ein relativ enger umfangsseitiger Abstand der Wälzkörper 5, 5', 5'' ermöglicht ist, der zu einer hohen Packungsdichte der Wälzkörper 5, 5', 5'' und einer erhöhten Tragzahl des betreffenden Wälzlagers führt.
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Eine in 2 in einer perspektivischen Ansicht abgebildete zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegments 1.2 eines Wälzlagers weist im Unterschied zu der ersten Ausführungsform des Käfigsegmentes 1.1 gemäß 1 einen zusätzlichen dritten Axialsteg 25 auf.
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Die beiden tangential ausgerichteten Axialstege 3', 4' sind wie bei dem Käfigsegment 1.1 gemäß 1 mit ihren axialen Rändern 15', 19' in entsprechende längliche Ausnehmungen 12', 14 an den radial äußeren oder inneren Rändern 11, 13 der Seitenscheiben 2a', 2b' eingesetzt und mit diesen bevorzugt laserverschweißt. Der dritte Axialsteg 25 ist ebenfalls scheibenförmig ausgebildet und mit radialer Ausrichtung mittig zwischen den Seitenscheiben 2a', 2b' und den tangential ausgerichteten Axialstegen 3, 4' angeordnet. Zur formschlüssigen Verbindung mit den Seitenscheiben 2a', 2b' und den ersten beiden Axialstegen 3', 4' ist der dritte Axialsteg 25 mit an seinen axialen Rändern 26 vorstehend angeordneten Befestigungsstegen 27 in zugeordnete schlitzförmige Montageöffnungen 28 der Seitenscheiben 2a', 2b' sowie mit an seinen radialen Rändern 29 vorstehend angeordneten Befestigungsstegen 30 in zugeordnete schlitzförmige Montageöffnungen 31 in den tangential ausgerichteten Axialstegen 3', 4' eingesetzt. Zur stoffschlüssigen Verbindung ist der dritte Axialsteg 25 mit den Seitenscheiben 2a', 2b' und den ersten beiden Axialstegen 3', 4' bevorzugt ebenfalls laserverschweißt.
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In 2a ist ein Ausschnitt eines Wälzlagers in einer perspektivischen Ansicht abgebildet, die zwei Käfigsegmente 1.2, 1.2' und drei zugeordnete Wälzköper 5, 5', 5'' aufweist. In 2b ist dieselbe Anordnung von Käfigsegmenten 1.2, 1.2' und Wälzkörpern 5, 5', 5'' in einer außermittigen Schnittansicht abgebildet.
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In den 2a und 2b ist erkennbar, dass die Wälzkörper 5, 5', 5'' umfangsseitig über die Anlaufflächen 18, 22 der an den umfangsseitigen Rändern 16, 20 der tangential ausgerichteten Axialstege 3', 4' angeordneten Vorsprünge 17, 21 geführt sind. Aus 2a geht auch hervor, dass die umfangsseitig benachbarten Käfigsegmente 1.2, 1.2' durch das Anliegen der umfangsseitigen Stirnflächen 10 der jeweiligen Seitenscheiben 2a', 2b' miteinander in Kontakt stehen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Wälzkörper 5, 5', 5'' über den Umfang des betreffenden Wälzlagers sichergestellt ist. In 2b ist zudem erkennbar, dass der umfangsseitige Abstand der Wälzkörper 5, 5', 5'' durch die zwischen diesen angeordneten dritten Axialstege 25 nur geringfügig vergrößert wird, so dass auch ein mit derartigen Käfigsegmenten versehenes Wälzlager eine relativ hohe Packungsdichte der Wälzkörper 5, 5, 5'' und eine entsprechend hohe Tragzahl aufweist.
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Eine in 3 in einer perspektivischen Ansicht abgebildete dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Käfigsegmentes 1.3 eines Wälzlagers unterscheidet sich von den ersten beiden Ausführungen des Käfigsegmentes 1.1, 1.2 gemäß den 1 und 2 dadurch, dass der Axialsteg 3'' einen radial außen angeordneten, tangential ausgerichteten ersten Stegabschnitt 32 und einen radial ausgerichteten zweiten Stegabschnitt 32' aufweist, und dass diese beiden Stegabschnitte 32, 32' in einem einstöckigen Stegkörper aus Metall baulich zusammengefasst sind.
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Bei dem die beiden Stegabschnitte 32, 32' umfassenden Axialsteg 3'', der in 3a in einer perspektivischen Einzelansicht dargestellt ist, kann es sich beispielsweise um ein Guss-, Schmiede-, oder Sintermetallbauteil handeln. Die erste Seitenscheibe 2a'' ist zusätzlich in der perspektivischen Einzelansicht von 3b abgebildet. Zur formschlüssigen Verbindung mit den Seitenscheiben 2a'', 2b'' ist der Axialsteg 3'' mit an den axialen Rändern 26 des radial ausgerichteten Stegabschnitts 32' vorstehend angeordneten Befestigungsstegen 27' in zugeordnete schlitzförmige Montageöffnungen 28' der Seitenscheiben 2a'', 2b'' eingesetzt. Zur stoffschlüssigen Verbindung sind die Seitenscheiben 2a'', 2b'' und der Axialsteg 3'' bevorzugt miteinander laserverschweißt.
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In der Gesamtansicht des Käfigsegmentes 1.3 gemäß 3 und der Einzelansicht des Axialsteg 3'' gemäß 3a ist erkennbar, dass der Axialsteg 3'' in den Ecken 33 zwischen dem tangential ausgerichteten ersten Stegabschnitt 32 und dem radial ausgerichteten Stegabschnitt 32' zur umfangsseitigen Führung der zugeordneten Wälzkörper jeweils mit einer gewölbten Anlauffläche 34 versehen ist, die sich vorliegend beispielhaft über die gesamte axiale Breite des Axialstegs 3'' erstreckt. Zur Ausbildung einer vergleichsweise großflächigen gewölbten Anlauffläche 34 ist an dem radial außen sitzenden tangential ausgerichteten ersten Stegabschnitt 32 ein tangentialer Vorsprung 38 ausgebildet.
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Ebenso geht aus den 3 und 3a hervor, dass der Axialsteg 3'' an der radialen Außenwand 35 des tangential ausgerichteten ersten Stegabschnitts 32 wie auch an dem freien radialen Rand 29' des radial ausgerichteten Stegabschnitts 32' jeweils mit einer Ausnehmung 36, 37 zum tangentialen Durchtritt eines Schmiermittels versehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1.1, 1.1'
- Käfigsegment, erste Ausführungsform
- 1.2, 1.2'
- Käfigsegment, zweite Ausführungsform
- 1.3
- Käfigsegment, dritte Ausführungsform
- 2a, 2a', 2a''
- Erste Seitenscheibe
- 2b, 2b', 2b''
- Zweite Seitenscheibe
- 3, 3'
- Erster Axialsteg
- 3''
- Axialsteg mit radialem und tangentialem Stegabschnitt
- 4, 4'
- Zweiter Axialsteg
- 5, 5', 5''
- Wälzkörper, Zylinderrolle
- 6
- Öffnung in Seitenscheibe
- 7
- Vorsprung an Seitenscheibe
- 8
- Anlauffläche an Vorsprung 8
- 9a, 9b
- Ausbuchtung an Seitenscheibe
- 10
- In Umfangsrichtung weisende Stirnfläche einer Seitenscheibe
- 11
- Radial äußerer Rand einer Seitenscheibe
- 12, 12'
- Ausnehmung in einer Seitenscheibe
- 13
- Radial innerer Rand einer Seitenscheibe
- 14, 14'
- Ausnehmung in einer Seitenscheibe
- 15, 15'
- Axialer Rand des Axialstegs 3, 3'
- 16
- In Umfangsrichtung des Wälzlagers weisende Seite des Axialstegs 4
- 17
- Vorsprung an Axialsteg 3, 3'
- 18
- Anlauffläche an Vorsprung 17
- 19, 19'
- Axialer Rand einer Seitenscheibe 4, 4'
- 20
- In Umfangsrichtung des Wälzlagers weisende Seite des Axialstegs 4'
- 21
- Vorsprung an Axialsteg 4, 4'
- 22
- Anlauffläche an Vorsprung 21
- 23
- Mantelfläche eines Wälzkörpers
- 24
- Stirnfläche eines Wälzkörpers
- 25
- Dritter, radialer Axialsteg
- 26
- Axialer Rand des radialen Axialsteg 25
- 27, 27
- Befestigungssteg an dem radialen Axialsteg 25, 32'
- 28, 28'
- Montageöffnung in einer Seitenscheibe
- 29
- Radialer Rand des radialen Axialstegs 25
- 29'
- Freier radialer Rand von Axialsteg 3''
- 30
- Befestigungssteg am radialen Axialsteg 25
- 31
- Montageöffnung im Axialsteg 3'
- 32
- Tangentialer Stegabschnitt von Axialsteg 3''
- 32'
- Radialer Stegabschnitt von Axialsteg 3''
- 33
- Ecke zwischen Stegabschnitt 32 und Stegabschnitt 32'
- 34
- Anlauffläche von Axialsteg 3''
- 35
- Außenwand von Axialsteg 3''
- 36
- Ausnehmung im tangentialen Stegabschnitt 32
- 37
- Ausnehmung im radial ausgerichteten Stegabschnitt 32'
- 38
- Vorsprung am tangentialen Stegabschnitt 32
- 40
- Axial nach innen weisende Fläche einer Seitenscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009016017 B4 [0004]
- DE 102012223316 B3 [0005]
- DE 102011087864 A1 [0006]
- DE 102013207301 A1 [0008, 0008]
- DE 102013220833 A1 [0008, 0008, 0009]
- DE 102015200381 A1 [0009]
