WO2014173408A1 - Wälzkörperführungselement, insbesondere für ein kegelrollen-grosswälzlager - Google Patents

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rolling
guide
bearing
rolling element
radial
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Lorenz Bell
Johannes Mönius
Roland Eichler
Manfred Jansen
Florian Vogelgesang
Sabine Plischki
Manuel Rettinger
Christian SEUBERT
Hermann Geyer
Christoph Meder
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/31—Wind motors

Definitions

  • Rolling element guide element in particular for a large tapered roller bearing
  • the invention is directed to a Wälz phenomena exchangeselement, in particular for an axially and radially supporting tapered roller slewing bearings, each such Wälz phenomena exchangeselement is disposed between two consecutive rolling elements of a rolling bearing and in this case the two adjacent rolling elements against each other in the circumferential direction and ensures a minimum distance between these rolling elements, whereby a direct contact of the rolling elements is avoided.
  • rolling element guide cages are generally used for large tapered roller bearings in the wind power range (diameter> 2000mm) and other fields of application of such bearing sizes, which can be designed for example as so-called.
  • Bolt cages or plastic segment cages Plastic segment cages require a bearing design, which is set in the number of rollers to a multiple of the rollers held in the segment.
  • the play of the segments in the circumferential direction is difficult to control without additional variable elements by manufacturing tolerance addition of the individual segments. In the case of increased play there is the risk of failure due to collisions between the segments.
  • the maximum number of rollers that can be installed is less than the number of rollers that can be installed with the use of bolt cages.
  • a tapered roller bearing which comprises a bearing inner ring, a bearing outer ring, and arranged between these two bearing rings tapered rollers which are supported against each other via individual, arranged between the tapered rolling elements guide elements.
  • the Wälz- body Enterprisesetti are made of a plastic material and have a circumferentially relatively wide inner web on which bears as such two contact edges or forms.
  • the invention has for its object to provide a rolling element guide element, in particular for large-scale tapered roller bearing, which is inexpensive to produce and is characterized by an advantageous mechanical performance and also a long service life.
  • a start-up structure formed in the region of the respective web wall for providing at least one roller start-up zone which supports the respective rolling element in the direction of rotation
  • Field of use of the invention are in particular slow-rotating tapered roller bearings (speeds typically ⁇ 12 U / min) as they come for example as a rotor bearing for wind turbines are used.
  • the guide elements received between the rolling elements take over the function of the webs of a rolling element guide cage and are manufactured as injection-molded plastic components.
  • the guide elements separate the rolling elements mounted in the bearing from each other and reduce the bearing friction and the bearing weight and increase the overall efficiency and life of the corresponding bearing.
  • the side edge pieces are formed such that circumferentially adjacent rolling element guide elements are supported on these side edge pieces together.
  • the side edge pieces then act as spacers, by means of which the circumferentially measured gap between two rolling element guide elements is precisely determined.
  • the integrally formed with the inner web radial guide structure is designed according to a particularly preferred embodiment of the invention such that it has inner guide fingers which run on the bearing inner ring.
  • the guide fingers can be provided with runner sections, which are smooth and wear-resistant, possibly with the construction of a hydrodynamic Lubricating film glide on the respective bearing ring of the rolling bearing.
  • it is also advantageously possible to design the radial guide structure such that it also has outer guide fingers which run on the bearing outer ring.
  • runners are advantageously formed on the guide fingers, which can start slidably on the bearing outer ring.
  • the runners can be designed so that they are supported during operation of the bearing in the design-typical speed range under construction of a hydrodynamic lubricant film.
  • the overall radially supporting guide arrangement realized by the guide fingers can be designed such that it comprises a total of four radially projecting guide fingers projecting radially outward from the center of the inner web, ie away from the web.
  • These guide fingers can each be designed so that they have a certain radial compliance, so that there is no pronounced static overdetermination with respect to the radial guidance of the Wälz stresses Exsele- ment.
  • the radial guide structure so that it also defines the axial position of the rolling element guide elements relative to the bearing inner ring and / or the bearing outer ring.
  • the runners of the guide fingers may be arranged so that they engage in the respective réelleeckbe- rich Wälz stresses exitsborde the bearing inner ring or the bearing outer ring and thus axially supported on this.
  • the side edge pieces in particular in such a way that they determine the axial position of the rolling body guide elements by sliding contacting of the rolling bodies.
  • special contact surfaces can be formed on the side edge pieces, which can start gently on the end faces of the respective rolling element.
  • the respective Wälz stresseselement is further preferably designed so that the inner web in the region of its axial ends on each side a first and a second roller start-up zone forms, each roller start-up zone forms a the rolling element concave receiving surface contact surface.
  • the run-on surface arrangement can be designed so that this enables a roll start with a certain amount of osculation.
  • the contact surface arrangement is preferably designed so that the possibly occurring under unfavorable operating conditions between two adjacent rolling elements shear forces can be transmitted reliably and without exceeding critical surface pressures.
  • the contact surface arrangements are preferably designed so that they are each formed in pairs on opposite web sides, so that the possibly acting on the Anlauf vomanssenen forces can be removed directly as pure pressure forces directly across the web cross-section.
  • the contact surface arrangements can also be designed in such a way that, when the pressure load increases, further wall zones of the inner webs are used for supporting force transmission.
  • the inner web is preferably dimensioned such that its width measured radially to the bearing axis is greater than the distance between the outer surfaces of the separated by this inner web rolling elements. This ensures that the inner web does not tilt even at high crushing forces.
  • the rolling element guide element is made of a plastic material according to a particular aspect of the present invention. This plastic material may have a high intrinsic strength and is preferably further reinforced by fillers, in particular glass fibers. Furthermore, it is possible to incorporate into the plastic material at least locally fillers or structures which, as such, improve the running properties of the bearing. For example, lubricants such as graphite or MOS can be embedded in the area of the contact surfaces contacting the rolling bodies.
  • the invented Rolling body guide element according to the invention can also be manufactured as an insert molding component having a core structure and an enveloping structure molded onto it.
  • the core structure can be made of a plastic material or of a sheet metal material.
  • the rolling element guide element according to the invention preferably forms part of a tapered roller bearing.
  • This tapered roller bearing preferably comprises a bearing inner ring, a bearing outer ring, tapered rollers which are received in a formed between the bearing inner ring and the bearing outer race roller space, and those inventively designed Wälz analyses entrysetti each received between two adjacent tapered rollers, wherein the Wälz analyses exits comprise are each equipped with side edge pieces, which engage over the tapered rollers in the region of the end faces and support each other in the circumferential direction.
  • the inventively designed WälzSystem Efficiency Setsetti are particularly suitable for use in main rotor bearings for wind turbines in the multi-megawatt range, for example, for the realization of rolling bearings with a diameter of about 4m. So far, so-called bolt cages have been used in this power and size range.
  • the rolling element guide elements according to the invention enable a more cost-effective overall solution under the relevant boundary conditions and reliably meet the resulting loads and achieve the required service life with a high safety reserve.
  • the Wälz stresses invested in the invention are preferably made of glass fiber reinforced injection molded media resistant wear-resistant thermoplastics (PEEK with glass fiber reinforcement).
  • PEEK with glass fiber reinforcement glass fiber reinforced injection molded media resistant wear-resistant thermoplastics
  • tapered rollers can be used without drilling.
  • the weight of a bearing manufactured under inclusion of the rolling element guide elements according to the invention bearing is significantly reduced compared to the alternatives.
  • it is possible via the rolling element guide element according to the invention to The endgame can be precisely set with little effort by the two variations of spacer with wall thicknesses of tenths of a millimeter due to the combination of the number of variants I to 2, irrespective of the manufacturing tolerances.
  • the rolling element guide element preferably, a combination of a support on the track with a side edge length which extends to the roller axis.
  • the rolling element guide elements are installed in such a way that two adjacent intermediate pieces just touch each other during operation or adjust a pocket play via the side edge pieces. This stabilizes the run-in behavior and the resulting operating clearance at the pitch circle.
  • the roller contact surface of the intermediate piece includes an osculation which is adapted to the roller. This reduces the surface pressure on the rolling element guide element.
  • the support on the track is not in contact with the contact surface of the roller end faces on the inner ring or outer ring. A tilting of the rolling element guide element is excluded by the design of the contact surfaces to the inner and outer ring and by the sobandflä- surfaces. The design is optimized for the plastic injection molding process and preferably does not include weld lines.
  • the invention comprises a plastic adapter for large tapered roller bearings.
  • the invention proposes a cost-effective alternative to the cost-intensive cages hitherto used in this size.
  • a special design is proposed, which has advantages over conventional cages for cylindrical roller bearings in terms of tilting, guidance and friction, as well as the requirements of a tapered roller bearing, which differ substantially from cylindrical roller bearings.
  • the invention is also suitable for adaptation to other large bearing designs (eg spherical roller bearings).
  • Figure 1 is a perspective view of an inventive
  • Wälzoplasty Principles institutes having a radial guide structure for the radial guidance of the inner web, as well as first and second side edge pieces, which face away from each other
  • Figure 2 is an axial sectional view illustrating the structure of a tapered roller bearing formed by including the rolling element guide member of the present invention; a side view of the WälzSystem entrysiatas of Figures 1 and 2, in particular for illustrating the arrangement of the radially and axially leading guide fingers;
  • FIG. 5 is a perspective view of a third embodiment of a WälzSystem Entrysiatas invention which has a radial guide structure for radial guidance of the inner web, said radial guide structure having a pair of circumferentially oriented guide runners.
  • the illustration according to FIG. 1 shows a rolling element guide element according to the invention for a large rolling bearing designed as a tapered roller bearing.
  • the rolling element guide element comprises an inner web 1 which is arranged in the assembled state between two adjacent rolling elements and forms a first or second web wall 1 a, 1 b facing the respective rolling element at the radial level of the rolling body axes.
  • the WälzSystemEntselement comprises a in the region of the respective web wall 1 a, 1 b formed on running structure 2 for providing at least one rolling element in the circumferential direction supporting the rolling start zone 2a, 2b.
  • the rolling body guide element comprises a special Radial Insertsstruk- structure 3 for radial guidance of the inner web 1, and first and second side edge piece 4, 5 rising on opposite sides of WälzSystemt- rungselements over the end faces of the adjacent rolling elements and overlap these end faces.
  • the side edge pieces 4, 5 are formed such that in the installed state, the circumferentially adjacent rolling element guide elements are supported by these side edge pieces 4, 5.
  • support surfaces 4a, 5a are formed on the side edge pieces 4, 5 via which the adjacent side edge pieces 4, 5 contact flatly.
  • the side edge pieces 4, 5 are overall designed such that they act as spacers, by means of which the pocket width measured in the circumferential direction between two rolling element guide elements is fixed.
  • the rolling element guide member radially supporting radial guide structure 3 is designed so that it has inner guide fingers 3a which start in the installed state on the bearing inner ring.
  • the radial guide structure and outer guide fingers 3b which start at the bearing outer ring.
  • the radial guide structure 3 is formed in the embodiment shown here such that it also defines the axial position of the WälzSystem SetsIES against the bearing inner ring and / or the bearing outer ring. This will be explained in more detail in connection with the illustration of Figure 4.
  • the side edge pieces 4, 5 are formed such that they define the axial position of the WälzSystem Entrysijns against the rolling elements.
  • the side edge pieces 4, 5 each form a starting sliding surface 4b, 5b facing a rolling element in the installed state.
  • the inner web 1 is designed in such a way that the roller starting structures 2 each extend in the region of its axial ends, wherein each roller starting structure 2 forms a contact surface arrangement which concurs with the incoming rolling element with a pronounced osculation.
  • the rolling element guide element is made of a plastic material.
  • the radially leading guide fingers 3a, 3b are designed so that they have a certain radial compliance.
  • the guide fingers 3a, 3b extend starting from the inner region of the inner web 1 starting aufgabelnd outward as shown in the illustration.
  • the guide fingers 3a, 3b are manufactured as skew structures and each have a pocket open to the adjacent bearing ring.
  • 5 Section of the inner web remain forked spaces G1, G2, G3, G4 in which the end portions of the guide fingers 3a, 3b may possibly spring elastic.
  • the guide fingers 3a, 3b are so far radially yielding.
  • the inner web 1 In the axial center region of the rolling element guide element, the inner web 1 has a rectangular cross-section, wherein its height h measured radially to the bearing axis is greater than its width b measured in the circumferential or circumferential direction.
  • the cross section Q of the inner web 1 can also be designed so that these web wall surfaces 1 a, 1 b appear as at least slightly concave grooves.
  • the rolling element guide element according to the invention is used in a tapered roller bearing, in particular a taper roller roller bearing outlined in FIG.
  • This tapered roller bearing comprises a bearing inner ring Li, a bearing outer ring La, and tapered rollers K which are received in a formed between the bearing inner ring Li and the bearing outer ring La roller circulation space R.
  • the tapered roller bearing comprises several Wälz analyses Entrys- elements which are made as separate insert elements and are each taken between two adjacent tapered rollers K.
  • the Wälz stresses comprise are as already described in connection with Figure 1, each with side edge pieces 4, 5, which overlap the tapered rollers K in the region of the end faces thereof and also contact and support each other in the circumferential direction.
  • the positioning of the Wälz stresses institute in the web space R is effected in the normal operation by the rolling elements K which bear against the here not closer to each other, starting zones of the inner webs 1.
  • the axial positioning of the rolling body guide elements is effected via the side pieces 4, 5 and the guide fingers 3a.
  • the inner surfaces of the side pieces 4, 5 run on the end faces of the tapered rollers K, on the other hand engage the guide flanks 3c of the guide fingers 3a in the the career of the bearing inner ring Li respectively limiting mecaniceck Scheme Li, Li2 one.
  • the circumferential play of the rolling elements K supported by the individual rolling element guide elements can be adjusted by, for example, producing two variants of the rolling element guide elements with a slightly different supporting thickness. According to the installation situation, thin and thick rolling element guide elements are then used in as even a pitch as possible.
  • Figure 3 the structure of a WälzSystem Entrysiatas invention is further illustrated in the form of a plan view. As can be seen, the radially leading guide fingers 3a, 3b protrude outward to form a forked structure.
  • the radially bearing sliding contact zones 3c of the guide fingers 3a, 3b, which possibly start on the bearing inner ring or the bearing outer ring, are located at the axial level of the end regions of the tapered rollers.
  • the angle of attack ⁇ of the guide fingers 3a, 3b with respect to the central axis X of the inner web is in the range of 30 to 60 °, in this case specifically at 40 °.
  • the starting zones 2a, 2b which bear in the direction of rotation of the tapered rollers, are likewise located near the axial end region of the tapered rollers, or in close proximity to the side pieces 4, 5. These starting zones 2a, 2b form a concave roller start with osculation. This roller start causes in itself an independent radial positioning of the rolling element guide element, at least when this two adjacent rolling elements supports each other without play in the circumferential direction.
  • the starting zones 2a, 2b may also have a different shape from the embodiment shown here. To increase the compressive force capacity, these can for example also form a larger contact surface in which they are formed axially and radially further stretched.
  • the starting zones 2a, 2b can also be formed by inserts or inserts which are inserted into corresponding pockets or receiving structures of the rolling element guide element.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a second embodiment of a rolling element guide element according to the invention.
  • This comprises a radial guide structure 3 for the radial guidance of the inner web 1.
  • the radial guide structure 3 has guide arms 3a ' , 3b ' , which lift off radially inwards, ie towards the bearing axis, and outwards, ie away from the bearing axis, forks from the inner web 1 and also in the direction of rotation in each case again in two guide fingers 3a, 3b spread open.
  • the guide arms 3a ' , 3b ' and possibly also the guide fingers 3a, 3b borne by these have side wall surfaces which are curved complementary to the lateral surface of the adjacent rolling element K and bear gently against this lateral surface with a slight osculation.
  • the axial position n ist such Wälz stresses Engineering Entitys institute K is achieved by the end tips of the guide fingers 3a, 3b start in the inner corner regions of the Laufringborde the Wälzlagerlaufringe not shown here.
  • the running clearance of the conical roller arrangement resulting in this respect via the guide elements in the circumferential direction is adjusted by using two variants of guide elements which are slightly different in terms of their circumferentially measured effective thickness (ie spacing effect) such that a desired minimum running play is reached.
  • the differences in thickness of the two guide element variants are adjusted taking into account the expected for the rolling elements and the bearing races tolerances. Possibly. It is also possible for more than two "differently thick" guide elements to be held in order to achieve a desired minimum clearance with the most uniform possible division Form part of an insert, wherein this insert is either interchangeable, or so variably positioned on lower elements that the corresponding Formwandungsabêt can be moved so that can be finished with different effective web thicknesses by simply switching the plastic mold workpiece lots.
  • the length of the inner web measured in the longitudinal direction of the rolling element K is less than the axial length of the rolling element K in this embodiment.
  • the respective starting zones 2 are formed in the direction of rotation, ie, supportive between two rolling elements K. If necessary, these start-up zones 2 can also be designed in such a way that they offer larger contact surfaces than is the case in the exemplary embodiment shown here. FIG.
  • FIG. 5 shows, in the form of a perspective illustration, a third exemplary embodiment of a rolling element guide element according to the invention, which has a radial guide structure 3 for radial guidance of the inner leg 1, wherein this radial guide structure comprises a pair of guide runners 3c oriented in the circumferential direction and radially inwards, ie to Has bearing axis pointing guide finger 3a.
  • this radial guide structure comprises a pair of guide runners 3c oriented in the circumferential direction and radially inwards, ie to Has bearing axis pointing guide finger 3a.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Wälzkörperführungselement für ein Wälzlager, mit einem Innensteg (1) der in verbautem Zustand zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern angeordnet ist und eine dem jeweiligen Wälzkörper auf dem Radialniveau der Wälzkörperachsen zugewandte erste bzw. zweite Stegwandung (1a, 1b) bildet, einer im Bereich der jeweiligen Stegwandung ausgebildeten Anlaufstruktur (2) zur Bereitstellung wenigstens einer den jeweiligen Wälzkörper in Umlaufrichtung stützenden Rollenanlaufzone und einer Radialführungsstruktur (3) zur radialen Führung des Innensteges. Das erfindungsgemäße Wälzkörperführungselement umfasst erste und zweite Seitenrandstücke (4, 5), die sich auf einander abgewandten Seiten des Wälzkörperführungselements über die Stirnflächen der benachbarten Wälzkörper erheben und diese Stirnflächen übergreifen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wälzkörperführungselement, insbesondere für ein Kegelrollen-Großwälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf ein Wälzkörperführungselement, insbesondere für ein axial und radial tragendes Kegelrollen-Großwälzlager, wobei jeweils ein derartiges Wälzkörperführungselement zwischen zwei abfolgenden Wälzkörpern eines Wälzlagers angeordnet ist und hierbei die beiden benachbarten Wälzkörper gegeneinander in Umfangsrichtung abstützt und zwischen diesen Wälzkörpern einen Mindestabstand sicherstellt, wodurch eine direkte Kontak- tierung der Wälzkörper vermieden wird.
Bislang werden für große Kegelrollenlager im Windkraftbereich (Durchmesser > 2000mm) und anderen Anwendungsgebieten solcher Lagergrößen allgemein Wälzkörperführungskäfige eingesetzt, die beispielsweise als sog. Bolzenkäfige oder Kunststoffsegmentkäfige ausgeführt sein können. Kunststoffsegmentkäfi- ge erfordern eine Lagerauslegung, die in der Rollenanzahl auf ein Vielfaches der im Segment gehaltenen Rollen festgelegt sind. Das Spiel der Segmente in Umfangsrichtung ist ohne zusätzliche variable Elemente durch Fertigungstoleranzaddition der Einzelsegmente schwer zu kontrollieren. Bei erhöhtem Spiel besteht das Risiko des Versagens durch Stöße zwischen den Segmenten. Zusätzlich ist die maximale Anzahl der Rollen die verbaut werden können geringer als die Anzahl der Rollen die bei Einsatz von Bolzenkäfigen verbaut werden können. Alternativ zu Lager-Bauarten mit käfiggeführten Wälzkörpern sind auch Großwälzlager bekannt, die als solche vollroll ig bestückt sind und damit keinen Kä- fig benötigen. Vollrollige Lager ohne Käfig zeigen jedoch höhere Reibungsverluste und haben insgesamt ein hohes Gewicht. Zudem herrschen bei diesen Lagern schwierige Schmierbedingungen und es kommt damit zu einer größeren Streuung bezüglich der prognostizierbaren Lebenserwartung.
Aus DE 2053470 ist ein Kegelrollenlager bekannt, das einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring, sowie zwischen diesen beiden Lagerringen angeordnete Kegelrollen umfasst, die über einzelne, zwischen den Kegelrollen angeordnete Wälzkörperführungselemente gegeneinander abgestützt sind. Die Wälz- körperführungselemente sind aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und weisen einen in Umfangsrichtung relativ breiten Innensteg auf der als solcher zwei Anlageflanken trägt oder bildet.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzkörperführungselement, insbesondere für großbauende Kegelrollenlager zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist und sich durch ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten sowie auch eine hohe Lebensdauer auszeichnet.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wälzkörperführungselement für ein Wälzlager, mit:
- einem Innensteg der in verbautem Zustand zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern angeordnet ist und eine dem jeweiligen Wälzkörper auf dem Radialniveau der Wälzkörperachsen zugewandte erste bzw. zweite Stegwandung bildet,
- einer im Bereich der jeweiligen Stegwandung ausgebildeten Anlaufstruk- tur zur Bereitstellung wenigstens einer den jeweiligen Wälzkörper in Um- laufrichtung stützenden Rollenanlaufzone,
- einer Radialführungsstruktur zur radialen Führung des Innensteges, und - ersten und zweiten Seitenrandstücken, die sich auf einander abgewandten Seiten des Wälzkörperführungselements über die Stirnflächen der benachbarten Wälzkörper erheben und diese Stirnflächen übergreifen. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, bei einem Wälzlager, insbesondere einem großbauenden Kegelrollenlager die Wälzkörperführungsele- mente präzise radial und axial in dem Wälzkörperumlaufraum zu positionieren und die einzelnen Kegelrollen über die präzise geführten Wälzkörperführungs- elemente mit geringem Umfangsspiel gegeneinander abzustützen.
Einsatzbereich der Erfindung sind insbesondere langsam drehende Kegelrollenlager (Drehzahlen typischerweise <12 U/min) wie sie beispielsweise als Rotorlager für Windkraftanlagen zur Anwendung kommen. Die zwischen den Wälzkörpern aufgenommenen Führungselemente übernehmen dabei die Funk- tion der Stege eines Wälzkörperführungskäfigs und sind als spritzgegossene Kunststoffbauteile gefertigt. Die Führungselemente trennen die im Lager montierten Wälzkörper voneinander und reduzieren die Lagerreibung sowie das Lagergewicht und erhöhen insgesamt den Wirkungsgrad und die Lebensdauer des entsprechenden Lagers.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Seitenrandstücke derart ausgebildet, dass in Umfangsrichtung abfolgend benachbarte Wälzkörperführungselemente sich über diese Seitenrandstücke aneinander stützen. Die Seitenrandstücke fungieren dann als Abstandshalter durch welche die in Umfangsrichtung gemessenen Taschenweite zwischen zwei Wälzkörperführungselementen präzise festgelegt ist.
Die integral mit dem Innensteg ausgebildete Radialführungsstruktur ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart gestaltet, dass diese innere Führungsfinger aufweist welche am Lagerinnenring anlaufen. Die Führungsfinger können dabei mit Laufkufenabschnitten versehen sein, welche leichtgängig und verschleißarm, ggf. unter Aufbau eines hydrodynami- sehen Schmierfilms auf dem jeweiligen Lagerring des Wälzlagers gleiten. Insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Maßnahme ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, die Radialführungsstruktur so zu gestalten, dass diese auch äußere Führungsfinger aufweist, welche am Lageraußenring anlau- fen. Auch in diesem Falle sind in vorteilhafter Weise an den Führungsfingern Laufkufen ausgebildet, welche am Lageraußenring gleitend anlaufen können. Die Laufkufen können so gestaltet sein, dass diese bei Betrieb des Lagers im auslegungstypischen Drehzahlbereich unter Aufbau eines hydrodynamischen Schmierfilms gestützt werden. Die durch die Führungsfinger insgesamt reali- sierte, radial tragende Führungsanordnung kann so gestaltet sein, dass diese insgesamt vier vom Zentrum des Innensteges nach außen hin radial ansteigend, d.h. vom Steg wegstrebende, abragende Führungsfinger umfasst. Diese Führungsfinger können dabei jeweils so gestaltet sein, dass diese eine gewisse radiale Nachgiebigkeit aufweisen, so dass sich keine ausgeprägte statische Überbestimmung bezüglich der radialen Führung des Wälzkörperführungsele- mentes ergibt.
Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist es weiterhin auch möglich, die Radialführungsstruktur so zu gestalten, dass diese auch die Axialposition der Wälzkörperführungselemente gegenüber dem Lagerinnenring und/oder dem Lageraußenring festlegt. Hierzu können beispielsweise die Laufkufen der Führungsfinger so angeordnet sein, dass diese in den jeweiligen Inneneckbe- reich der Wälzkörperführungsborde des Lagerinnenringes oder des Lageraußenringes eingreifen und sich damit an diesem axial abstützen.
Alternativ zu der vorgenannten Maßnahme, oder auch in Kombination hiermit ist es weiterhin in vorteilhafter Weise möglich, speziell die Seitenrandstücke derart auszubilden, dass diese die Axialposition der Wälzkörperführungselemente durch Gleitkontaktierung der Wälzkörper festlegen. Hierzu können an den Seitenrandstücken spezielle Anlaufflächen ausgebildet werden, die an den Stirnflächen des jeweiligen Wälzkörpers sanft anlaufen können. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige Wälzkörperführungselement weiterhin vorzugsweise so gestaltet, dass der Innensteg im Bereich seiner axialen Enden auf jeder Seite eine erste und eine zweite Rollenanlaufzone bildet, wobei jede Rollenanlaufzone eine den anlaufenden Wälzkörper konkav aufgreifende Anlaufflächenanordnung bildet. Die Anlaufflächenanordnung kann so gestaltet sein, dass diese einen Rollenanlauf mit einer gewissen Schmiegung ermöglicht. Insgesamt ist die Anlaufflächenanordnung vorzugsweise so gestaltet, dass die bei ungünstigsten Betriebsbedingungen zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern ggf. auftretenden Schubkräfte zuverlässig und ohne Überschreitung kritischer Flächenpressungen übertragen werden können. Die Anlaufflächenanordnungen sind dabei vorzugsweise so gestaltet, dass diese jeweils paarweise auf einander gegenüberliegenden Stegseiten ausgebildet sind, so dass die an den Anlaufflächenanordnungen ggf. angreifenden Kräfte direkt als reine Druckkräfte unmittelbar quer durch den Stegquerschnitt abgetragen werden können. Die Anlaufflächenanordnungen können auch so gestaltet sein, dass bei Anstieg der Druckbelastung weitere Wandungszonen der Innenstege zur Stützkraftübertragung herangezogen werden. Der Innensteg ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass dessen radial zur Lagerachse gemessene Breite größer ist als der Abstand zwischen den Außenflächen der durch diesen Innensteg getrennten Wälzkörper. Hierdurch wird erreicht, dass der Innensteg selbst bei hohen Quetsch kräften nicht kippt. Das Wälzkörperführungselement ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Dieses Kunststoffmaterial kann eine hohe Eigenfestigkeit aufweisen und wird vorzugsweise durch Füllstoffe, insbesondere Glasfasern weiter verstärkt. Weiterhin ist es möglich, in das Kunststoffmaterial zumindest lokal Füllstoffe oder Strukturen einzubinden die als solche die Laufeigenschaften des Lagers verbessern. So können insbesondere im Bereich der die Wälzkörper kontaktierenden Anlaufflächen Schmierstoffe wie Graphit oder MOS eingebettet werden. Das erfin- dungsgemäße Wälzkörperführungselement kann auch als Insertmoldingbauteil mit einer Kernstruktur und einer daran angespritzten Hüllstruktur gefertigt werden. Die Kernstruktur kann dabei aus einem Kunststoffmaterial oder auch aus einem Blechmaterial gefertigt werden.
Das erfindungsgemäße Wälzkörperführungselement bildet vorzugsweise Bestandteil eines Kegelrollenlagers. Dieses Kegelrollenlager umfasst dabei vorzugsweise einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring, Kegelrollen die in einem zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring gebildeten Rollenumlaufraum aufgenommen sind, sowie jene erfindungsgemäß gestalteten Wälzkörperführungselemente die jeweils zwischen zwei benachbarten Kegelrollen aufgenommen sind, wobei die Wälzkörperführungselemente jeweils mit Seitenrandstücken ausgestattet sind, welche die Kegelrollen im Bereich deren Stirnflächen übergreifen und sich gegeneinander in Umfangsrichtung stützen.
Die erfindungsgemäß gestalteten Wälzkörperführungselemente eignen sich insbesondere für den Einsatz bei Rotorhauptlagerungen für Windkraftanlagen im Multi-Megawatt Bereich, beispielsweise zur Realisierung von Wälzlagern mit einem Durchmesser von etwa 4m. In diesem Leistungs- und Größenbereich wurden bislang sog. Bolzenkäfige eingesetzt. Die erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselemente ermöglichen eine kostengünstigere Gesamtlösung bei den hierbei maßgeblichen Randbedingungen und werden den hierbei anfallenden Belastungen zuverlässig gerecht und erreichen mit hoher Sicherheitsreserve die geforderte Lebensdauer.
Die erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselemente werden vorzugsweise aus Glasfaserverstärkten spritzgegossenen medienbeständigen verschleißfesten Thermoplasten (PEEK mit Glasfaserverstärkung) gefertigt. Dadurch können Kegelrollen ohne Bohrung eingesetzt werden. Das Gewicht eines unter Ein- schluss der erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselemente gefertigten Lagers ist im Vergleich zu den Alternativen deutlich reduziert. In besonders vorteilhafter Weise kann über die erfindungsgemäßen Wälzkörperführungsele- mente das Endspiel durch zwei Zwischenstückvarianten mit im zehntel Millimeterbereich unterschiedlichen Wandstärken durch die Kombination der Anzahl Variante I zu Variante 2 unabhängig von den Fertigungstoleranzen mit geringem Aufwand exakt eingestellt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselement erfolgt vorzugsweise eine Kombination einer Abstützung auf der Laufbahn mit einer Seitenrandlänge die bis zur Rollenachse reicht. Damit wird eine zusätzliche axiale Führung des Zwischenstückes erreicht. Die Wälzkörperführungselemente werden so ver- baut, dass sich zwei benachbarte Zwischenstücke im Betrieb gerade berühren oder über die Seitenrandstücke ein Taschenspiel einstellen. Damit wird das Einlaufverhalten und das sich einstellende Betriebsspiel am Teilkreis stabilisiert. Die Rollenanlauffläche des Zwischenstücks beinhaltet eine Schmiegung die der Rolle angepasst ist. Damit wird die Flächenpressung auf das Wälzkör- perführungselement reduziert. Die Abstützung auf der Laufbahn ist nicht in Kontakt mit der Anlauffläche der Rollenstirnseiten am Innenring oder Außenring. Ein Verkippen des Wälzkörperführungselementes ist durch die Gestaltung der Anlaufflächen zum Innen- und Außenring sowie durch die Seitenbandflä- chen ausgeschlossen. Das Design ist für den Kunststoffspritzgießprozess op- timiert und beinhaltet vorzugsweise keine Bindenähte.
Es sind zwei Varianten vorgesehen, die sich in der Stegwandstärke unterscheiden, Damit ist es möglich das Teilkreisendspiel auf einen Wert einzustellen der nicht durch die Fertigungstoleranzen bestimmt wird. Die Erfindung um- fasst ein Kunststoffzwischenstück für große Kegelrollenlager. Mit der Erfindung wird eine kostengünstige Alternative zu den in dieser Größe bislang eingesetzten kostenintensiven Käfigen vorgeschlagen. Es wird ein spezielles Design vorgeschlagen, welches Vorteile zu herkömmlichen Käfigen für Zylinderrollenlager in Bezug auf Verkippung, Führung und Reibung beinhaltet, sowie den sich gegenüber Zylinderrollenlagern wesentlich unterscheidenden Anforderungen eines Kegelrollenlagers gerecht wird. Die Erfindung ist auch zur Adaption an andere Großlagerbauformen (z.B. Pendelrollenlager) geeignet. Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Wälzkörperführungselementes das eine Radialführungsstruktur zur radialen Führung des Innensteges, sowie erste und zweite Seitenrandstücke aufweist, die sich auf einander abgewandten
Seiten des Wälzkörperführungselements über die Stirnflächen der benachbarten Wälzkörper erheben und diese Stirnflächen übergreifen; Figur 2 eine Axialschnitt-Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines unter Einschluss des erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselementes gebildeten Kegelrollenlagers; eine Seitenansicht des Wälzkörperführungselementes nach den Figuren 1 und 2, insbesondere zur Veranschaulichung der Anordnung der radial und auch axial führenden Führungsfinger;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselementes das eine Radialführungsstruktur zur radialen Führung des Innensteges aufweist, wobei diese Radialführungsstruktur sich radial nach innen und nach außen gabelnd vom Innensteg abhebende Führungsarme aufweist die sich in Umlaufrichtung jeweils nochmals in zwei Führungsfinger aufspreizen;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselementes das eine Radialführungsstruktur zur radialen Führung des Innensteges aufweist, wobei diese Radialführungsstruktur ein Paar von in Umlaufrichtung ausgerichteten Führungskufen aufweist. Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die Darstellung nach Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzkörperfüh- rungselement für ein als Kegelrollenlager ausgeführtes Groß-Wälzlager. Das Wälzkörperführungselement umfasst einen Innensteg 1 der in verbautem Zu- stand zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern angeordnet ist und eine dem jeweiligen Wälzkörper auf dem Radialniveau der Wälzkörperachsen zugewandte erste bzw. zweite Stegwandung 1 a, 1 b bildet. Weiterhin umfasst das Wälzkörperführungselement eine im Bereich der jeweiligen Stegwandung 1 a, 1 b ausgebildete An lauf struktur 2 zur Bereitstellung wenigstens einer den jeweiligen Wälzkörper in Umlaufrichtung stützenden Rollenanlaufzone 2a, 2b.
Die radiale und axiale Führung des Wälzkörperführungselementes wird durch spezielle integral von diesem gebildete Führungsorgane bewerkstelligt. So umfasst das Wälzkörperführungselement eine spezielle Radialführungsstruk- tur 3, zur radialen Führung des Innensteges 1 , sowie erste und zweite Seiten- randstück 4, 5 die sich auf einander abgewandten Seiten des Wälzkörperfüh- rungselements über die Stirnflächen der benachbarten Wälzkörper erheben und diese Stirnflächen übergreifen. Die Seitenrandstücke 4, 5 sind derart ausgebildet, dass in verbautem Zustand die in Umfangsrichtung abfolgend benachbarten Wälzkörperführungselemente sich über diese Seitenrandstücke 4, 5 stützen. An den Seitenrandstücken 4, 5 sind hierzu Stützflächen 4a, 5a ausgebildet über welche sich die benachbarten Seitenrandstücke 4, 5 flächig kontaktieren. Die Seitenrandstücke 4, 5 sind in- sgesamt so gestaltet, dass diese als Abstandshalter fungieren durch welche die in Umfangsrichtung gemessene Taschenweite zwischen zwei Wälzkörper- führungselementen festgelegt ist. Die bereits genannte, das Wälzkörperführungselement radial tragende Radial- führungsstruktur 3 ist so gestaltet, dass diese innere Führungsfinger 3a aufweist welche in verbautem Zustand am Lagerinnenring anlaufen. Zudem weist die Radialführungsstruktur auch äußere Führungsfinger 3b auf, welche am Lageraußenring anlaufen. Die Radialführungsstruktur 3 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass diese auch die Axialposition des Wälzkörperführungselementes gegenüber dem Lagerinnenring und/oder dem Lageraußenring festlegt. Dies wird in Verbindung mit der Darstellung nach Figur 4 noch vertieft erläutert.
Die Seitenrandstücke 4, 5 sind derart ausgebildet, dass diese die Axialposition des Wälzkörperführungselementes gegenüber den Wälzkörpern festlegen. Die Seitenrandstücke 4, 5 bilden hierbei jeweils eine in verbautem Zustand einem Wälzkörper zugewandte Anlaufgleitfläche 4b, 5b. Insgesamt ist der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Anlaufgleitflächen 4b, 5b derart bemessen, dass der jeweilige Wälzkörper mit leichtem Axialspiel zwischen diesen Anlaufgleitflächen 4b, 5b sitzt. Der Innensteg 1 ist derart gestaltet, dass sich die Rollenanlaufstrukturen 2 jeweils im Bereich seiner axialen Enden erstrecken, wobei jede Rollenanlaufstruktur 2 eine den anlaufenden Wälzkörper mit einer ausgeprägten Schmiegung konkav aufgreifende Anlaufflächenanordnung bildet. Das Wälzkörperführungselement ist aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die radial führenden Führungsfinger 3a, 3b sind so gestaltet, dass diese eine gewisse radiale Nachgiebigkeit aufweisen. Die Führungsfinger 3a, 3b erstrecken sich wie in der Darstellung erkennbar vom Innenbereich des Innensteges 1 ausgehend aufgabelnd nach außen. Die Führungsfinger 3a, 3b sind als Ske- lettstrukturen gefertigt und weisen jeweils ein zum benachbarten Lagerring hin offene Taschen auf. In einem zwischen den Laufbahnkontaktierungsflächen 3c der Führungsfinger 3a, 3b und dem zu den Seitenstücken 4, 5 vordringenden Abschnitt des Innensteges Verbleiben Gabelraume G1 , G2, G3, G4 in welche die Endabschnitte der Führungsfinger 3a, 3b ggf. elastisch einfedern können. Die Führungsfinger 3a, 3b sind insoweit radial nachgiebig. Im axialen Mittenbereich des Wälzkörperführungselementes weist der Innensteg 1 einen Recht- eckquerschnitt auf, wobei dessen radial zur Lagerachse gemessene Höhe h größer ist als dessen in Umfangs- oder Umlaufrichtung gemessene Breite b. Der Querschnitt Q des Innensteges 1 kann auch so gestaltet sein, dass diese Stegwandungsflächen 1 a, 1 b als zumindest schwach konkave Rinnen erscheinen.
Das erfindungsgemäße Wälzkörperführungselement findet Anwendung bei einem Kegelrollenlager, insbesondere einem in Figur 2 skizzierten Kegelrollen- Großwälzlager. Dieses Kegelrollenlager umfasst einen Lagerinnenring Li, einen Lageraußenring La, sowie Kegelrollen K die in einem zwischen dem Lager- innenring Li und dem Lageraußenring La gebildeten Rollenumlaufraum R aufgenommen sind. Das Kegelrollenlager umfasst mehrere Wälzkörperführungs- elemente die als separate Einsatzelemente gefertigt sind und jeweils zwischen zwei benachbarten Kegelrollen K aufgenommen sind. Die Wälzkörperführungselemente sind wie in Verbindung mit Figur 1 bereits beschrieben jeweils mit Seitenrandstücken 4, 5 ausgestattet, welche die Kegelrollen K im Bereich der Stirnflächen derselben übergreifen und sich zudem kontaktieren und gegeneinander in Umfangsrichtung stützen. Die Positionierung der Wälzkörperführungselemente in dem Bahnraum R wird im Regelbetrieb durch die Wälzkörper K bewirkt die an den hier nicht näher erkennbaren, Anlaufzonen der Innenstege 1 anliegen. Zudem wird über die Seitenstücke 4, 5 und die Führungsfinger 3a auch die axiale Positionierung der Wälzkörperführungselemente bewirkt. Hierzu laufen einerseits die Innenflä- chen der Seitenstücke 4, 5 an den Stirnseiten der Kegelrollen K an, andererseits greifen auch die Führungsflanken 3c der Führungsfinger 3a in den die Laufbahn des Lagerinnenringes Li jeweils begrenzenden Inneneckbereich Li , Li2 ein.
Das Umfangsspiel der über die einzelnen Wälzkörperführungselemente abgestützten Wälzkörper K kann eingestellt werden, indem beispielsweise zwei Va- rianten der Wälzkörperführungselemente mit geringfügig unterschiedlicher Stützdicke gefertigt werden, entsprechend der Einbausituation werden dann in einer möglichst gleichmäßigen Teilung dünne und dicke Wälzkörperführungselemente eingesetzt. In Figur 3 ist in Form einer Draufsicht der Aufbau eines erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselementes weiter veranschaulicht. Wie erkennbar ragen die radial führenden Führungsfinger 3a, 3b unter Bildung einer sich aufgabelnden Struktur nach außen ab. Die radial tragenden, ggf. an dem Lagerinnenring, bzw. dem Lageraußenring anlaufenden Gleitkontaktzonen 3c der Führungsfin- ger 3a, 3b befinden sich auf dem Axialniveau der Endbereiche der Kegelrollen. Der Anstellwinkel α der Führungsfinger 3a, 3b gegenüber der Mittelachse X des Innensteges liegt im Bereich von 30 bis 60°, hier konkret bei 40°. Die in Umlaufrichtung der Kegelrollen tragenden Anlaufzonen 2a, 2b befinden sich ebenfalls nahe dem Axialendbereich der Kegelrollen, bzw. in enger Nachbar- schaft zu den Seitenstücken 4, 5. Diese Anlaufzonen 2a, 2b bilden einen konkaven Rollenanlauf mit Schmiegung. Dieser Rollenanlauf bewirkt an sich eine eigenständige radiale Positionierung des Wälzkörperführungselementes, zumindest dann, wenn dieses zwei benachbarte Wälzkörper spielfrei gegeneinander in Umfangsrichtung stützt. Soweit der Innensteg jedoch lastfrei zwi- sehen den Wälzkörpern sitzt erfolgt eine präzise radiale Positionierung durch die Wirkung der Führungsfinger 3a, 3b die über ihre kufenartig gestalteten Führungsflanken 3c an dem Lagerinnenring, bzw. dem Lageraußenring anlaufen. Über die Seitenstücke 4, 5 wird zudem die Axialposition der Wälzkörperführungselemente festgelegt, indem diese Seitenstücke 4, 5 mit ihren den Wälzkörpern zugewandten Innenseiten an den Wälzkörperstirnseiten anlaufen können. Die Positionierung der erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselemente in dem Umlaufbahnraum der Wälzkörper eines Kegelrollen-Großlagers wird damit mit einer gewissen Redundanz und einer gewissen statischen Überbestimmung durch mehrere Führungssysteme erreicht. Die radiale Positionierung wird also durch die vom Innensteg gabelartig abragenden„schrägen" Führungsfinger 3a, 3b, sowie durch die Reaktionskräfte an den Anlaufzonen 2a, 2b erreicht. Die axiale Positionierung wird durch die Seitenstücke und die in den Inneneckbe- reich des Lagerinnenringes eingreifenden Führungsfinger 3a bewirkt. Zudem stützen sich abfolgende Wälzkörperführungselemente über die Stirnflächen 4a, 5a aneinander ab und stellen dabei ein Mindestspiel der hierbei gebildeten Wälzkörperführungstaschen sicher.
Die Erfindung ist nicht auf das hier konkret beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können insbesondere die Anlaufzonen 2a, 2b auch eine von der hier gezeigten Ausführung abweichende Gestalt aufweisen. Zur Erhöhung des Druckkraftübertragungsvermögens können diese beispielsweise auch eine größere Kontaktfläche bilden in dem diese axial und radial weiter gestreckt ausgebildet werden. Die Anlaufzonen 2a, 2b können auch durch Einlagen, oder Einlegeteile gebildet werden die in entsprechende Taschen oder Aufnahme- strukturen des Wälzkörperführungselementes eingelegt werden.
In Figur 4 ist in Form einer perspektivischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselementes dargestellt. Dieses umfasst eine Radialführungsstruktur 3 zur radialen Führung des Innensteges 1 . Die Radialführungsstruktur 3 weist Führungsarme 3a', 3b' auf, die sich radial nach innen, d.h. zur Lagerachse hin, und nach außen, d.h. von der Lagerachse weg, gabelnd vom Innensteg 1 abheben und sich zudem in Umlaufrichtung jeweils nochmals in zwei Führungsfinger 3a, 3b aufspreizen. Die Führungsarme 3a', 3b'und ggf. auch noch die von diesen getragenen Füh- rungsfinger 3a, 3b weisen Seitenwandungsflächen auf, die komplementär zur Mantelfläche des anliegenden Wälzkörpers K gekrümmt sind und mit einer leichten Schmiegung sanft an dieser Mantelfläche anliegen. Die axiale Positio- nierung derartiger Wälzkörperführungselemente K wird erreicht, indem die Endspitzen der Führungsfinger 3a, 3b in den Inneneckbereichen der Laufringborde der hier nicht näher dargestellten Wälzlagerlaufringe anlaufen. Beim Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Kegelrollenlagers wird jeweils ein Führungselement zwischen zwei benachbarten Kegelrollen angeordnet. Das Laufspiel der sich hierbei ergebenden, über die Führungselemente in Um- fangsrichtung stützenden Kegelrollenanordnung wird eingestellt, indem zwei hinsichtlich ihrer in Umfangsrichtung gemessenen effektiven Dicke, (d.h. Ab- standshaltewirkung) geringfügig unterschiedliche Varianten an Führungselementen derart kombiniert eingesetzt werden, dass ein gewünschtes minimales Laufspiel erreicht wird. Die Dickenunterschiede der beiden Führungselementvarianten werden dabei unter Berücksichtigung der für die Wälzkörper und die Lagerlaufringe zu erwartenden Toleranzen abgestimmt. Ggf. können auch mehr als zwei„unterschiedlich dicke" Führungselemente vorgehalten werden um ein gewünschtes minimales Spiel bei möglichst gleichmäßiger Teilung zu erreichen. Diese unterschiedlichen Dicken können realisiert werden, indem in einem entsprechenden Kunststoff-Formwerkzeug die an dem Innensteg ausgebildeten Anlaufzonen durch einen Formwandungsabschnitt geformt werden der Teil eines Einsatzes bildet, wobei dieser Einsatz entweder austauschbar, oder über Unterlegelemente derart variabel positionierbar ist, dass der entsprechende Formwandungsabschnitt verschoben werden kann, so dass sich durch einfache Umstellung am Kunststoffformwerkzeug Werkstück-Lose mit unterschiedlichen effektiven Stegdicken fertigen lassen.
Die in Längsrichtung des Wälzkörpers K gemessene Länge des Innensteges ist bei diesem Ausführungsbeispiel geringer als die Axiallänge des Wälzkörpers K. In den axialen Endbereichen des Innensteges sind an diesem die jeweils ausgeprägt in Umlaufrichtung, d.h. zwischen zwei Wälzkörpern K stüt- zenden Anlaufzonen 2 ausgebildet. Diese Anlaufzonen 2 können ggf. auch so gestaltet sein, dass diese größere Kontaktflächen bieten als dies bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist. In Figur 5 ist in Form einer perspektivischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörperführungselementes dargestellt, das eine Radialführungsstruktur 3 zur radialen Führung des Innenste- ges 1 aufweist, wobei diese Radialführungsstruktur ein Paar von in Umlaufrich- tung ausgerichteten Führungskufen 3c sowie radial einwärts, d.h. zur Lagerachse hin weisende Führungsfinger 3a aufweist. Im Bereich der axialen Enden des Innensteges 1 sind an diesen Seitenstücke 4, 5 angebunden. Über diese Seitenstücke 4, 5 wird die Axialposition des jeweiligen Wälzkörperführungs- elementes zwischen zwei durch dieses abgestützten Wälzkörpern K festgelegt, indem diese Seitenstücke 4, 5 wie bezüglich des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 beschrieben, mit ihren den Wälzkörpern zugewandten Innenseiten an den Wälzkörperstirnseiten anlaufen können. Auch bei dieser Konzeption ist es möglich, die Seitenstücke 4, 5 so zu gestalteten, dass sich die Seitenstücke abfolgender Wälzkörperführungselemente kontaktieren und damit gegenseitig stützen und definierte Weiten der sich ergebenden Wälzkörperführungsta- schen sicherstellen.
Bezugszeichenliste Innensteg Li2 Inneneckbereich
1 a Stegwandung X Mittelachse
1 b Stegwandung
An lauf struktur
a Rollenanlaufzone
b Rollenanlaufzone
Radialführungsstruktur
a Führungsfinger
b Führungsfinger
3a' Führungsarme
3b' Führungsarme
3c Führungsflanken
4 Seitenrandstück
5 Seitenrandstück
4a Stirnflächen
5a Stirnflächen
4b Anlaufgleitfläche
5b Anlaufgleitfläche
G1 Gabelraum
G2 Gabelraum
G3 Gabelraum
G4 Gabelraum
h Höhe
b Breite
Q Querschnitt
Li Lagerinnenring
La Lageraußenring
R Rollenumlaufraum
K Kegelrollen
Li 1 Inneneckbereich

Claims

Patentansprüche
1 . Wälzkörperführungselement für ein Wälzlager, mit:
einem Innensteg (1 ) der in verbautem Zustand zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern (K) angeordnet ist und eine dem jeweiligen Wälzkörper (K) auf dem Radialniveau der Wälzkörperachsen zugewandte erste bzw. zweite Stegwandung (1 a, 1 b) bildet,
einer im Bereich der jeweiligen Stegwandung (1 a, 1 b) ausgebildeten Anlaufstruktur (2) zur Bereitstellung wenigstens einer den jeweiligen Wälzkörper (K) in Umlaufrichtung stützenden Rollenanlaufzone,
einer Radialführungsstruktur (3) zur radialen Führung des Innensteges (1 ), und
ersten und zweiten Seitenrandstücken (4, 5) die sich auf einander abgewandten Seiten des Wälzkörperführungselements über die Stirnflächen der benachbarten Wälzkörper (K) erheben und diese Stirnflächen übergreifen.
2. Wälzkörperführungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenrandstücke (4, 5) derart ausgebildet sind, dass in Umfangs- richtung abfolgend benachbarte Wälzkörperführungselemente sich über diese Seitenrandstücke (4, 5) stützen.
3. Wälzkörperführungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenrandstücke (4, 5) als Abstandshalter fungieren durch welche die in Umfangsrichtung gemessenen Taschenweite zwischen zwei Wälzkör- perführungselementen festgelegt ist.
4. Wälzkörperführungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialführungsstruktur (3) innere Führungsfinger (3a) aufweist welche am Lagerinnenring anlaufen.
5. Wälzkörperführungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialführungsstruktur (3) äußere Führungsfinger (3b) aufweist welche am Lageraußenring anlaufen.
6. Wälzkörperführungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialführungsstruktur (3) derart ausgebildet ist, dass diese die Axialposition der Wälzkörperführungselemente gegenüber dem Lagerinnenring und/oder dem Lageraußenring festlegt.
7. Wälzkörperführungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenrandstücke (4, 5) derart ausgebildet sind, dass diese die Axialposition der Wälzkörperführungselemente gegenüber den Wälzkörpern (K) festlegen.
8. Wälzkörperführungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innensteg (1 ) im Bereich seiner axialen Enden auf jeder Seite eine erste und eine zweite Rollenanlaufzone (2a, 2b)bildet, wobei jede Rollenanlaufzone (2a, 2b) eine den anlaufenden Wälzkörper konkav aufgreifende Anlaufflächenanordnung bildet.
9. Wälzkörperführungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzkörperführungselement aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.
10. Wälzkörperführungselement für ein Wälzlager, mit:
- einem Innensteg (1 ) der in verbautem Zustand zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern (K) angeordnet ist und eine dem jeweiligen Wälzkörper (K) auf dem Radialniveau der Wälzkörperachsen zugewandte erste bzw. zweite Stegwandung (1 a, 1 b) bildet,
- einer im Bereich der jeweiligen Stegwandung (1 a, 1 b) ausgebildeten Anlaufstruktur (2) zur Bereitstellung wenigstens einer den jeweiligen Wälzkörper in Umlaufrichtung stützenden Rollenanlaufzone (2a, 2b), und
- einer Radialführungsstruktur (3) zur radialen Führung des Innensteges, - wobei die Radialführungsstruktur (3) mehrere vom Innensteg abstrebende Führungsfinger (3a, 3b) aufweist, die sich in ihrem Verlauf von einem Anbindungsbereich am Innensteg (1 ) zu einem axial auf Höhe der axialen Endbereiche der Wälzkörper liegenden Führungskontaktbereich (3c) hin unter Bildung von Gabelzwischenräumen (G1 , G2, G3, G4) gabelartig vom Innensteg abheben. Kegelrollenlager, mit:
einem Lagerinnenring (Li),
einem Lageraußenring (La),
Kegelrollen (K) die in einem zwischen dem Lagerinnenring (Li) und dem Lageraußenring (La) gebildeten Rollenumlaufraum (R) aufgenommen sind,
- Wälzkörperführungselementen die als separate Einsatzelemente gefertigt sind und jeweils zwischen zwei benachbarten Kegelrollen (K) aufgenommen sind,
- wobei die Wälzkörperführungselemente jeweils mit Seitenrandstücken (4, 5) ausgestattet sind, welche die Kegelrollen (K) im Bereich deren Stirnflächen übergreifen und sich gegeneinander in Umfangsrichtung stützen.
PCT/DE2014/200158 2013-04-23 2014-04-07 Wälzkörperführungselement, insbesondere für ein kegelrollen-grosswälzlager WO2014173408A1 (de)

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