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Dokumentenidentifikation DE19824668A1 09.12.1999
Titel Wälzlagerkäfig
Anmelder FAG OEM und Handel AG, 97421 Schweinfurt, DE
Erfinder Dreschmann, Peter, 97456 Dittelbrunn, DE;
Gutsche, Horst, 97422 Schweinfurt, DE
DE-Anmeldedatum 03.06.1998
DE-Aktenzeichen 19824668
Offenlegungstag 09.12.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.12.1999
IPC-Hauptklasse F16C 33/56
Zusammenfassung Um die fertigungstechnischen Vorteile eines Kunststoffkäfigs mit den benutzungsmäßigen Vorteilen eines Metallkäfigs zu vereinigen, wird ein Wälzlagerkäfig vorgeschlagen, der aus Sintermaterial mit einer Korngröße von 2 bis 50 µm besteht, wobei die Käfige als Halbfabrikate aus einer Pulver-/Kunststoffmischung bestehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wälzlagerkäfige sind in verschiedenen Bauarten und Werkstoffen bekannt. Weit verbreitet sind spritzgegossene relativ einfach herstellbare Kunststoffkäfige, bei denen in den Taschen Haltenasen, Ausnehmungen oder Hinterschneidungen angeordnet sind, um die Wälzkörper am Herausfallen zu hindern oder Raum für Schmierfett zu geben. In einzelnen Fällen ist die Verwendung von Kunststoffkäfigen jedoch begrenzt. So können höhere Temperaturen und/oder aggressive Öle eine Verschlechterung der Werkstoffeigenschaften z. B. Versprödung hervorrufen. Auch der gegenüber Stahl etwa dreifache Wärmeausdehnungskoeffizient von glasfaserverstärktem Kunststoff gibt manchmal Probleme.

Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, Wälzlagerkäfige aus Metallpulver nach dem Sinterverfahren herzustellen (siehe DE-AS 10 72 434). Dabei sind zwar die thermischen Probleme lösbar, der Anformung von Hinterschneidungen in den Taschen sind aber auch hier Grenzen gesetzt, soweit die Ausformbarkeit sichergestellt sein muß. Insbesondere besteht hier das Problem, daß beim Ausformen der Käfige nicht alle Räume ausreichend mit dem schlecht fließenden Pulver gleichmäßig gefüllt werden.

Bezüglich einer weiteren Käfigbauart - dem Massivkäfig - wird auf die DE 41 29 111 A1 verwiesen. Diese Käfige werden spanend bearbeitet und sind deshalb teuer und werden nur in speziellen Fällen verwendet.

Aus der Zeitschrift "Konstruktionspraxis" Nr. 8 vom August 1996 Seite 60 ist es schließlich bekannt, sinterfähige Metall- oder Keramikpulver mit thermoplastischem Polyacetal zu mischen und diese Masse nach dem Spritzgußverfahren zu verarbeiten. In einem einzigen Formgebungsschritt wird so ein "Grünling" hergestellt, der dann einem chemisch/thermischen Entbinderungsverfahren unterzogen wird, wobei er katalytisch vom Polyacetal befreit wird. Durch anschließendes Sintern entstehen dann formgenaue Teile aus Eisenlegierungen, härtbaren Stählen oder Oxidkeramik, die nach dem Spritzgußverfahren herstellbar sind.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Wälzlagerkäfig aufzuzeigen, der die fertigungstechnischen Vorteile der Kunststoffkäfige mit den benutzungsmäßigen Vorteilen der Metall- bzw. Keramikkäfige vereinigt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der Verwendung der pulverisierten Metall- oder Keramikwerkstoffe und deren Vermischen mit Kunststoffen z. B. Polyacetal, das anschließend entbindert wird.

Durch diese Mischung ergibt sich bei der Herstellung des Käfiggrundkörpers ein wesentlicher technischer Vorteil. Das Pulverkunststoffgemisch ist nämlich leicht flüssig, d. h. von geringer Viskosität und fließt bei relativ niedrigem Druck in alle Freiräume einer selbst komplizierten Käfigform. Nach diesem Spritzgießen wird dann der Kunststoff z. B. durch ein katalytisch unterstütztes Verfahren wieder herausgelöst und das Teil einem Sinterprozeß insbesondere durch hohe Erwärmung unterzogen. Es entstehen dann Käfige, die leicht durch Spritzgießen hergestellt werden können, gleichzeitig aber hohen mechanischen und thermischen Ansprüchen gewachsen sind. Die bei Massivkäfigen erforderliche aufwendige und teure Herstellung der Hinterschneidungen in den Käfigtaschen wird damit vermieden. Die Einbringung der Wälzkörper kann wie bei allen anderen Massivkäfigen durch Einschnappen erfolgen.

Wenn man Käfige mit höherer Maßgenauigkeit in den Taschen wünscht, ist es sinnvoll, die Käfige einer Nacharbeit z. B. durch werkstoffabtragende Verfahren, wie Erodieren oder Kalibrieren zu unterziehen.

Bei Bordführung des Käfigs unterstützt das porige Gefüge durch Schmierstoffeinlagerung im Käfig eine Verringerung des Käfigverschleißes in der Gleitkontaktfläche. Dies reduziert die Reibung und erhöht die Betriebssicherheit und verlängert die Käfiggebrauchsdauer.

Vorteilhaft ist auch die Verwendung von magnetisierbarem Werkstoff, da so der Käfig gleich als Signalgeber für ABS- und Drehzahlsensoren verwendet werden kann.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Figur zeigt einen Teil-Querschnitt durch den Massivkäfig eines Rollenlagers.

In dieser Figur sind an den Ringteilen 1 (gezeigt wird nur einer) Stege 2 angeformt. Diese besitzen zu den Taschen 3 hin Vorsprünge 4, damit die Rollen 5 nicht aus den Taschen 3 herausfallen.

Der Käfig ist vergrößert dargestellt. Meist sind die Käfige und damit auch die Stege und Vorsprünge wesentlich kleiner. Damit alle Räume des Käfigs bei der Herstellung gut mit Material gefüllt werden, ist es sehr wichtig, daß die o. g. Pulver/Kunststoffmischung sehr fließfähig ist. Selbst die kleinen Haltevorsprünge 4 werden dann vollständig mit dem Gemisch gefüllt und ergeben so vollkommene Käfige mit einfachsten Mitteln.


Anspruch[de]
  1. 1. Wälzlagerkäfig aus Sintermaterial mit in den Taschen angeordneten Vorsprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß Sintermaterial aus pulverisiertem Metall- oder Keramikwerkstoffen mit einer Korngröße von 2 bis 50 µm besteht, wobei die Käfige als Halbfabrikate aus einer Pulver-/Kunststoffmischung bestehen.
  2. 2. Verfahren zum Herstellen eines Käfigs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Spritzgußverfahren hergestellten Halbfabrikate zunächst einem katalytisch unterstützten Verfahren unterzogen werden, bei dem der Kunststoff entfernt wird, und anschließend durch einen Sinterprozeß verfestigt werden.
  3. 3. Wälzlagerkäfige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß eine Nacharbeit z. B. durch werkstoffabtragende mechanische Verfahren wie Erodieren, Kalibrieren oder spanende Bearbeitung erfolgt.
  4. 4. Wälzlagerkäfige nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermaterial aus magnetisierbarem Werkstoff besteht.






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