DE3526625A1 - Segmentkaefig fuer waelzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Segmentkäfig für Wälzlager nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solcher Segmentkäfig ist durch das DE-GM 70 35 271 bekannt. Er ist aus einzelnen gelenkig verbundenen Seg­ menten zusammengebaut und kann durch Variation der An­ zahl der Segmente für verschiedene Lagerdurchmesser ver­ wendet werden. Die Gelenkverbindungen bestehen aus wulst­ förmigen Vorsprüngen, die in entsprechende Ausnehmungen des folgenden Segmentes einrasten. Dadurch ergibt sich eine radiale Beweglichkeit, die dem bekannten Käfig die Möglichkeit gibt, sich an unterschiedliche Krümmungen leicht anzupassen. Wenn nun aber die Segmente für nur einen Wälzkörper vorgesehen sind, beispielsweise für eine Kugel, besteht die Gefahr, daß sich das Segment um den durch den Kugelmittelpunkt verlaufenden Radius des Wälzlagers dreht. Dabei verschiebt sich der wulst­ förmige Vorsprung axial in der entsprechenden Ausneh­ mung des benachbarten Segmentes. Dadurch entstehen un­ zulässige Verspannungen der Segmente untereinander, die bei komplexer Belastung des Kugellagers und daraus re­ sultierenden unterschiedlichen Abrollgeschwindigkeiten der Kugeln zur Lösung der Verbindung zwischen den Seg­ menten führen können. Weiterhin stehen bei ungünstigen Voraussetzungen Teile der ungeordnet verbundenen Seg­ mente über die Seitenflächen des Kugellagers hinweg und kommen dort gegebenenfalls mit anderen Elementen in Berührung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Segmentkäfig der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine unter allen Betriebsbedingungen geordnete Aufeinanderfol­ ge der Segmente bewirkt und dabei das erforderliche Maß der gelenkigen Bewegung dieser Segmente unter­ einander gestattet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wulst und die Ausnehmung ein tonnenförmiges Profil aufweisen und miteinander allseits formschlüssig verbunden angeordnet sind.

Das tonnenförmige Profil mit seinem in der Mitte liegenden größten und zu den Seitenflächen des Seg­ mentes hin kleiner werdenden Durchmesser weist zu­ nächst in Umfangsrichtung die gleichen Eigenschaften auf, wie eine zylindrisch wulstförmige Verbindung. Die die Ausnehmung einschließenden Schenkel umgrei­ fen den tonnenförmigen Vorsprung formschlüssig und bil­ den eine feste Verbindung. Das erfindungsgemäß vorge­ sehene, tonnenförmige Profil bewirkt darüber hinaus auch in axialer Richtung des Wälzlagers einen Form­ schluß, so daß die Segmente sich in dieser Richtung nicht mehr gegenseitig verschieben und damit nicht mehr um den durch den Wälzkörper verlaufenden Radius drehen können. Damit wird vorteilhafterweise eine in allen Richtungen geordnete Ausrichtung der Segmente erzielt, die insgesamt einen vorbildlich verbundenen Segmentkä­ fig ergibt, der die im Wälzlager auftretenden Relativ­ bewegungen und Belastungen gefahrlos aufnehmen kann. Der tonnenförmige Wulst und die entsprechende Ausneh­ mung können sowohl in axiale Richtung des Wälzlagers als auch bei speziellen Ausführungen und Anforderun­ gen in radiale Richtung verlaufen. Durch eine beson­ dere Ausführung der die Ausnehmung einschließenden Schenkel kann die relative Beweglichkeit benachbarter Segmente von einer positionsstarren Verbindung bis hin zu extremer Beweglichkeit variiert werden.

In diesem Sinn weisen bei einem erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsbeispiel die die Ausnehmung einschließenden Schenkel und entsprechende Abschnitte des anderen Vorsprungs die gelenkige Bewegung begrenzende Anlageflächen auf. Die Begrenzung der Bewegung benachbarter Segmente an der Verbindungsstelle, beispielsweise in radialer Richtung, ist insbesondere auch bei Segmenten für nur eine Kugel wünschenswert, um eine zu starke Neigung in Richtung der Laufbahnen der Lagerringe zu verhindern. Anderer­ seits ist die Schwenkbewegung oftmals erwünscht, um eine Anpassungsfähigkeit derselben Segmentgröße an ver­ schiedene Lagerdurchmesser zu ermöglichen. Die Schenkel des einen Vorsprunges reichen dabei bis an den Verbin­ dungsabschnitt zwischen dem tonnenförmigen Wulst und dem betreffenden Segment und legen sich bei Überschrei­ ten eines vorgegebenen Schwenkwinkels an den Verbindungs­ abschnitt an. Dadurch ist eine gelenkige Weiterbewegung nicht mehr möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Seg­ mente kammförmig und seitlich in das Wälzlager einführ­ bar ausgebildet. Insbesondere wenn die Segmente aus Kunststoff bestehen, wobei eine materialeigene Elasti­ zität gegeben ist, ist es vorteilhaft, diese axial von der Seite eines mit Kugeln gefüllten Kugellagers einzu­ führen und dabei auf die Kugeln aufzuschnappen. Die Segmente sind etwa sichelförmig ausgeführt und weisen eine teilkugelige Führungsfläche auf. Während des hin­ tereinander folgenden Einführens werden die Segmente gleichzeitig miteinander verbunden. Dabei wird einer der im Durchmesser kleiner ausgeführten Anfangsbereiche axial in die entsprechende Ausnehmung des benachbarten Segmentes eingeführt. Bei weiterem axialen Druck weiten sich die Schenkel des betreffenden Vorsprunges radial.

Dabei dient der ballig-konisch sich vergrößernde Durch­ messer des tonnenförmigen Vorsprunges als Anlauframpe zum erleichterten Einführen. Beim weiteren Einführen überschreitet der mittlere große Durchmesser des tonnenförmigen Wulstes den Randbereich der Ausnehmung und schnappt schließlich völlig in seine vorbestimmte Endlage ein. Die Segmente können auf diese Weise auch axial wechselseitig von beiden Seiten des Kugellagers eingeführt werden. Wenn die Vorsprünge entsprechend abwechselnd an einem Segment oder zweierlei Segmente mit jeweils gleich ausgeführten Vorsprüngen vorgesehen werden, ist jede Anordnung wahlweise möglich.

Die Erfindung wird im folgenden an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein Segment eines Käfigs für Kugeln teilweise geschnitten,

Fig. 2 die Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Segmentes und

Fig. 3 die vergrößerte Seitenansicht der Verbindungs­ stelle zwischen zwei Segmenten nach Fig. 1, 2.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Segment für eine Kugel 1 ist im wesentlichen sichelförmig ausgeführt. Es ist aus Kunststoff in Spritztechnik hergestellt und weist eine innere teilkugelige Führungsfläche 2 für die Kugel 1 auf. An seinen in Laufrichtung weisenden Wänden sind aus der Ebene abgewinkelte Vorsprünge 3 angeformt, die als Verbindungselemente ausgeführt sind. Dadurch kann durch Zusammenfügen mehrerer Segmente ein geschlossener Käfig für ein Kugellager geschaffen werden. Der rechts dargestellte Vorsprung 3 ist als tonnenförmiger Wulst 4 ausgeführt mit einem in der Mitte liegenden Abschnitt 5 mit großem und von da aus nach beiden Enden hin kleiner werdendem Durchmesser 6. Der Wulst 4 ist über einen Halsabschnitt 7 mit dem Segment einstückig verbunden. Der links dargestellte Vorsprung besteht aus zwei eine dem Wulst 4 entsprechende, tonnenförmige Ausnehmung 8 einschließenden Schenkeln 9. Diese reichen weit über die Ausnehmung 8 hinweg und bilden einen Schlitz 10, der im Fall der Verbindung mit dem benachbarten Seg­ ment, wie in Fig. 3 dargestellt ist, zusammen mit dem Halsabschnitt 7 des anderen Vorsprunges 3 die Schwenk­ bewegung an der Verbindungsstelle begrenzt. Der Schlitz 10 weitet sich nach außen keilförmig, so daß sich ein Schwenkwinkel von zweimal α ergibt. Durch die material­ eigene Elastizität können die Segmente auf die Kugeln aufgeschnappt werden. Dabei erfolgt auch das axiale Einführen und Einschnappen des Wulstes in die Ausneh­ mung, wodurch eine in alle Richtungen formschlüssige Verbindung entsteht.

Die dargestellte Ausführung ist nur ein Beispiel. Da­ rüber hinaus können Segmente für alle Arten von Wälz­ körpern und Wälzlagern, auch für Linearlager mit den erfindungsgemäßen Merkmalen hergestellt werden. Die Vorsprünge können auch in der Ebene des Segmentes ver­ laufen, wobei hinsichtlich Linear- bzw. Axiallagern die genannten Ausrichtungen des tonnenförmigen Wulstes und der Ausnehmung entsprechend variiert werden können.

Claims (3)

1. Segmentkäfig für Wälzlager mit an den Segmenten in Laufrichtung verlaufenden Vorsprüngen (3), die an der Verbindungsstelle einerseits mit ei­ nem Wulst (4) und andererseits mit einer ent­ sprechenden Ausnehmung (8) versehen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wulst (4) und die Ausnehmung (8) ein tonnenförmiges Profil auf­ weisen und miteinander allseits formschlüssig verbunden angeordnet sind.

2. Segmentkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Ausnehmung (8) einschlie­ ßenden Schenkel (8) und entsprechende Abschnit­ te (7) des anderen Vorsprunges (3) die gelen­ kige Bewegung begrenzende Anlageflächen auf­ weisen.

3. Segmentkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente kammförmig und seitlich in das Wälzlager einführbar aus­ gebildet sind.