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Dokumentenidentifikation DE102004003655A1 11.08.2005
Titel Käfig für ein Zylinderrollenlager
Anmelder INA-Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Säbsch, Steffen, 91085 Weisendorf, DE
DE-Anmeldedatum 24.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004003655
Offenlegungstag 11.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.08.2005
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
Zusammenfassung Ein aus zwei Seitenringen (2, 3) bestehender und durch Stege (4) miteinander verbundener Käfig (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Stege (4) als endloses Strangpressprofil erzeugt und entsprechend der späteren gewünschten axialen Ausdehnung des Käfigs (1) abgelängt sind, wobei die Zapfen (5) der Stege (4) eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen, gegenüber den Durchbrüchen (2.1, 3.1) ein Übermaß besitzen und durch einen spanlosen Umformgebungsvorgang hergestellt sind.

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Zylinderrollenlager mit zwei in Achsrichtung voneinander beabstandeten Seitenringen, die über in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Stege miteinander verbunden sind, so dass Taschen zur Aufnahme der Zylinderrollen gebildet sind, wobei die Seitenringe mit Durchbrüchen versehen sind, in denen Zapfen der Stege aufgenommen sind.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Käfigs.

Hintergrund der Erfindung

Ein solch gattungsgemäß ausgebildeter Käfig für ein Rollenlager ist aus der DE-PS 15 75 480 vorbekannt. Wie insbesondere aus der zugehörigen 4 ersichtlich, besteht dieser Rollenkäfig aus zwei voneinander beabstandeten Seitenringen, die gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Durchbrüche aufweisen. In diese Durchbrüche sind die Zapfen von Stegen eingesetzt, so dass nach der festen Verbindung zwischen Seitenringen und Zapfen der Stege ein Radialkäfig mit gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Taschen zur Aufnahme der Zylinderrollen gebildet ist.

Nachteilig bei diesem Rollenkäfig ist dessen aufwändige Herstellung. So müssen die Stege und deren besonders kompliziert geformte Zapfen zur Aufnahme in den Seitenringen als Einzelteile spanend hergestellt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für ein Rollenlager so auszugestalten, dass er sich in einfacher Weise fertigen lässt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Stege als endloses Strangpressprofil erzeugt und entsprechend der späteren gewünschten axialen Ausdehnung des Käfigs abgelängt sind, wobei die Zapfen der Stege eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen, gegenüber den Durchbrüchen ein Übermaß besitzen und durch einen spanlosen Umformgebungsvorgang hergestellt sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass durch das Strangpressen in nur einem Arbeitsgang Formänderungen von beträchtlicher Größe erzielbar sind. Durch Pressmatrizen entsprechend dem gewünschten Querschnittsprofil der Stege lässt sich in einfacher Weise ein endloses Strangpressprofil herstellen, das anschließend entsprechend der gewünschten späteren axialen Breite des Radialkäfigs vereinzelt wird. Derartige Pressmatrizen sind leicht auswechselbar und auch nicht sehr teuer, so dass sich in nur einer Strangpressanlage die unterschiedlichsten Stegquerschnitte herstellen lassen. Auch das daran sich anschließende Anprägen der Zapfen an den Stegelementen ist durch die Spanlostechnologie unkompliziert möglich. Aufgrund des endlosen Strangpressprofils ist es also möglich, Käfige unterschiedlichster axialer Länge zu fertigen. Demnach können bei gleichem Käfig- und Wälzkörperdurchmesser mit einem Stegprofil und einer Größe der Seitenringe die unterschiedlichsten axialen Käfigbreiten abgedeckt werden. Aber auch in radialer Richtung lassen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten Stege in gewissen Grenzen für unterschiedlich große Radialkäfige verwenden. Durch die von der Kreisform abweichende Form der Zapfen und deren Übermaß wird einerseits eine genaue Lage von Stegen und Seitenringen realisiert und andererseits ein fester Halt zwischen den Käfigbestandteilen gesichert.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Seitenringe einschließlich Durchbrüchen durch einen Stanzvorgang hergestellt sein sollen. Diese Art der Herstellung mit Hilfe eines entsprechend gestalteten Stanzwerkzeuges erlaubt ebenfalls eine kostengünstige Herstellung dieser Käfigbestandteile.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, dass Seitenringe und Stege aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. So ist es denkbar, dass die Stege aus Verschleißgründen aus einem härtbaren Eisenwerkstoff hergestellt sind, während die Seitenringe aus einem Material gefertigt sind, das Notlaufeigenschaften aufweist. So können beispielsweise bei Kurbelzapfenkäfigen, die mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute umlaufen und außenwandgeführt sind, die Seitenringe aus Messing hergestellt sein, das gute Gleiteigenschaften aufweist.

Aus Anspruch 4 geht hervor, dass die Stege mit einer Beschichtung versehen sein sollen. Hier ist denkbar, dass aus Gründen einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit oder wegen der Erzielung von Notlaufeigenschaften die Stege mit einer galvanischen Silber- oder mit einer galvanischen Kupferschicht versehen werden.

Schließlich ist im Anspruch 5 ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Käfigs beschrieben, das sich durch folgende Verfahrensschritte auszeichnet:

  • – Herstellen eines Endlosprofils mit dem gewünschten Stegquerschnitt durch Strangpressen
  • – Ablängen der einzelnen Stegrohlinge aus dem Endlosprofil
  • – Anprägen der Zapfen an den Stegrohlingen, so dass ein Steg gebildet ist
  • – Herstellen der Seitenringe durch einen Stanzvorgang
  • – Verbinden der Seitenringe mit den Stegen.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines abgelängten Stegrohlings,

2 eine Seitenansicht von 1,

3 eine Draufsicht auf die Stirnseite von 1,

4 eine perspektivische Darstellung eines Einzelstegs mit angeprägten Zapfen,

5 eine Seitenansicht von 4,

6 eine Draufsicht auf die Stirnseite von 4 und

7 einen Radialkäfig vor der Endmontage.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in 7 dargestellte, jedoch nicht fertig montierte Käfig 1 für ein Zylinderrollenlager besteht aus den zwei in axialer Richtung voneinander beabstandeten Seitenringen 2, 3, die in Umfangsrichtung mit gleichmäßig voneinander beabstandeten Durchbrüchen 2.1, 3.1 versehen sind. In diese Durchbrüche 2.1, 3.1 werden Stege 4 mit ihren an den beiden Stirnseiten angeordneten Zapfen 5 aufgenommen, so dass der Käfig 1 gebildet ist, der in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Taschen 6 zur Aufnahme der hier nicht gezeichneten Wälzkörper aufweist.

Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, wird zunächst aus einem Endlosprofil ein Stegrohling 4.1 abgelängt. Entsprechend dem durch eine Matrize vorgegebenen Querschnittsprofil weist der Stegrohling 4.1 und damit auch der spätere Steg 4 eine radial nach außen gewölbte äußere Mantelfläche 4.2 und eine ebenfalls radial nach außen gewölbte innere Mantelfläche 4.3 auf. In Umfangsrichtung gegenüberliegend hat der Stegrohling 4.1 und damit wiederum der später fertige Steg 4 Führungsflächen 4.4, an denen die nicht dargestellten Zylinderrollen mit ihren Mantelflächen anliegen. Um ein Herausfallen der Zylinderrollen in radialer Richtung nach außen und nach innen zu verhindern, schließen sich beidseitig an die Führungsflächen 4.4 Haltenasen 4.5, 4.6 an. Wie die 1 bis 3 auch erkennen lassen, lässt sich der Stegrohling 4.1 und damit auch der spätere Steg 4 in einfacher Weise auf seine gewünschte Länge abstimmen, so dass Käfige 1 mit unterschiedlich axialer Länge bei gleichem Käfig- und Wälzkörperdurchmesser fertigbar sind. Aber auch in radialer Richtung lassen sich unterschiedlich große Wälzlagerkäfige 1 mit den gleichen Stegen 4 einsetzen, wobei sich der Berührungspunkt zwischen der nicht dargestellten Zylinderrolle und der Führungsfläche 4.4 in radialer Richtung mit sich veränderndem Käfigdurchmesser verschiebt.

Der einzige Unterschied zwischen den 1 bis 3 und 4 bis 6 besteht lediglich darin, dass im zweiten Fall an den Stegrohling 4.1 dessen Zapfen 5 angeprägt sind, so dass der Steg 4 gebildet ist. Wie insbesondere die 6 erkennen lässt, weisen die gegenüberliegenden Zapfen 5 ein von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil auf. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich der Steg 4 sich beim Einpressen seiner Zapfen 5 in die zugehörigen Durchbrüche 2.1, 3.1 der Seitenringe 2.3 nicht verdrehen kann, wobei ein Übermaß zwischen Zapfen 5 und Durchbrüchen 2.1, 3.1 einzuhalten ist.

Das zugehörige Verfahren zur Herstellung eines solchen Käfigs 1 zeichnet sich durch eine Herstellung eines Endlosprofils mit dem gewünschten Stegquerschnitt durch Strangpressen aus, wobei dies als Kalt- oder Warmformungsverfahren erfolgen kann. Das Verfahrensprinzip beruht darauf, dass ein Metallblock in einen Aufnehmer einer Presse gegeben wird und mittels Stempeldrucks durch eine mit dem gewünschten Querschnittsprofil versehene Matrize zu einem vollen Endlosprofil gepresst wird. Als zweiter Schritt werden aus diesem Endlosprofil entsprechend der späteren gewünschten axialen Länge des Käfigs 1 durch Abtrennen Stegrohlinge 4.1 gefertigt. Diese werden in einem nächsten Verfahrensschritt durch spanloses Anprägen mit Zapfen 5 an ihren Stirnseiten versehen, wobei diese Zapfen 5 eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen und gegenüber den Durchbrüchen 2.1, 3.1 in den Seitenringen 3 ein Übermaß aufweisen. Die so gebildeten Stege 4 werden schließlich in einem letzten Verfahrensschritt mit ihren Zapfen in die Durchbrüche 2.1, 3.1 der Seitenringe 2, 3 eingeführt und mit diesen verbunden, wobei dies durch Form- und/oder Kraftschluss erfolgen kann. Die Fertigung der Seitenringe 2, 3 erfolgt in einem Schritt mit ihren Durchbrüchen 2.1, 3.1 durch ein geeignetes Stanzwerkzeug.

1Käfig 2Seitenring 2.1Durchbruch 3Seitenring 3.1Durchbruch 4Steg 4.1Stegrohling 4.2Mantelfläche 4.3Mantelfläche 4.4Führungsfläche 4.5Haltenase 4.6Haltenase 5Zapfen 6Tasche

Anspruch[de]
  1. Käfig (1) für ein Zylinderrollenlager mit zwei in Achsrichtung voneinander beabstandeten Seitenringen (2, 3), die über in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Stege (4) miteinander verbunden sind, so dass Taschen (6) zur Aufnahme der Zylinderrollen gebildet sind, wobei die Seitenringe (2, 3) mit Durchbrüchen (2.1, 3.1) versehen sind, in denen Zapfen (5) der Stege (4) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4) als endloses Strangpressprofil erzeugt und entsprechend der späteren gewünschten axialen Ausdehnung des Käfigs (1) abgelängt sind, wobei die Zapfen (5) der Stege (4) eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen, gegenüber den Durchbrüchen (2.1, 3.1) ein Übermaß besitzen und durch einen spanlosen Umformungsgebungsvorgang hergestellt sind.
  2. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenringe (2, 3) einschließlich Durchbrüchen (2.1, 3.1) durch einen Stanzvorgang hergestellt sind.
  3. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Seitenringe (2, 3) und Stege (4) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
  4. Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4) mit einer Beschichtung versehen sind.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Käfigs (1) nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

    – Herstellen eines Endlosprofils mit dem gewünschten Stegquerschnitt durch Strangpressen

    – Ablängen der einzelnen Stegrohlinge (4.1) aus dem Endlosprofil

    – Anprägen der Zapfen (5) an den Stegrohlingen (4.1), so dass ein Steg (4) gebildet ist

    – Herstellen der Seitenringe (2, 3) durch einen Stanzvorgang

    – Verbinden der Seitenringe (2, 3) mit den Stegen (4).
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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