DE102009021333A1 - Wälzlagerkäfig und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1), der zwei Seitenringe (2) aufweist, zwischen denen eine Anzahl Stege (3) angeordnet ist, so dass zwischen zwei benachbarten Stegen (3) eine Aufnahmetasche (4) für ein Wälzelement (5) gebildet wird, wobei die Seitenringe (2) und die Stege (3), als separate Bauteile gefertigt, zum Wälzlagerkäfig (1) zusammengesetzt sind und wobei die Stege (3) an den Seitenringen (2) mittels einer Befestigung (6) befestigt sind. Um einen guten Verbund der Einzelteile des Käfigs zu gewährleisten und dennoch eine kostengünstige Fertigung zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass die Befestigung (6) durch mindestens einen Abschnitt (7) gebildet wird, der durch das Material des Seitenrings (2) gebildet wird und der aus der Grundkontur des Seitenrings (2) herausgebogen ist, wobei der Abschnitt (7) durch einen plastischen Umformvorgang an einen Oberflächenbereich (8) des Stegs (3) herangebogen oder in eine Ausnehmung (9) im Steg (3) hineingebogen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, der zwei Seitenringe aufweist, zwischen denen eine Anzahl Stege angeordnet ist, so dass zwischen zwei benachbarten Stegen eine Aufnahmetasche für ein Wälzelement gebildet wird, wobei die Seitenringe und die Stege, als separate Bauteile gefertigt, zum Wälzlagerkäfig zusammengesetzt sind und wobei die Stege an den Seitenringen mittels einer Befestigung befestigt sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs.
- Ein Wälzlagerkäfig dieser Art ist beispielsweise aus der
DE 30 02 689 A1 bekannt. Für einen Kegelrollenlagerkäfig werden hier zwei Seitenringe mit einer Anzahl streifenförmiger Stege aus Blech verschweißt, um die Käfigkontur zu erhalten. - Andere Lösungen, bei denen der Wälzlagerkäfig aus Einzelteilen zusammengesetzt wird, sind in der
DE 40 31 337 A1 und in derUS 5 660 485 beschrieben. - Bei den vorbekannten Lösungen ist teilweise ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand zu treiben, um den Käfig herzustellen. Auch ist teilweise die Verbindung der Einzelteile des Käfigs nicht immer zufriedenstellend.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Wälzlagerkäfig der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass bei relativ geringem fertigungstechnischen Aufwand und damit bei geringen Kosten die Einzelteile des Käfigs stabil verbunden werden können, so dass eine haltbare Käfigstruktur entsteht. Der Käfig soll also einfach und preiswert herstellbar sein und dennoch eine hohe Stabilität aufweisen.
- Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung zwischen Seitenring und Steg durch mindestens einen Abschnitt gebildet wird, der durch das Material des Seitenrings gebildet wird und der aus der Grundkontur des Seitenrings heraugebogen ist, wobei der Abschnitt durch einen plastischen Umformvorgang an einen Oberflächenbereich des Stegs herangebogen oder in eine Ausnehmung im Steg hineingebogen ist.
- Vorzugsweise werden Mittel zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung in axiale Richtung zwischen Seitenring und Steg vorgesehen. Diese Mittel können durch eine in Umfangrichtung verlaufende Nut im Steg gebildet werden, in die ein Teil des Seitenrings eingreift. Hierbei sieht eine bevorzugte Lösung vor, dass in axiale Richtung beidseitig der Nut Abschnitte des Seitenrings an den Oberflächenbereich des Stegs herangebogen sind.
- Eine Alternative schlägt vor, dass sich Mittel zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung durch eine in axiale Richtung begrenzte, fensterför mige Ausnehmung gebildet werden, in die der Abschnitt des Seitenrings hineingebogen ist.
- Der besagte Abschnitt ist vorzugsweise streifenförmig ausgebildet.
- Der Steg kann an beiden in Umfangsrichtung weisenden Stirnseiten mit mindestens je zwei Ausnehmungen versehen sein.
- Der Abschnitt kann weiterhin am oder im Steg zusätzlich durch eine stoffschlüssige Verbindung festgelegt sein, wofür sich bevorzugt eine Schweißverbindung oder eine Lötverbindung anbietet.
- Die Seitenringe bestehen bevorzugt aus Blech.
- Der Wälzlagerkäfig kommt nicht ausschließlich, aber bevorzugt für Zylinderrollenlager und Kegelrollenlager zum Einsatz.
- Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs der genannten Art zeichnet sich durch die Abfolge der folgenden Schritte aus:
- a) Herausbiegen mindestens eines Abschnitts aus dem Material des Seitenrings, so dass der Abschnitt aus der Grundkontur des Seitenrings herausragt;
- b) Ansetzen des Stegs an den Seitenring;
- c) Plastisches Umformen des Abschnitts, so dass sich dieser an einen Oberflächenbereich des Stegs heran erstreckt oder in eine Ausnehmung im Steg hinein erstreckt.
- Das Herausbiegen des Abschnitts erfolgt dabei bevorzugt durch einen Stanzvorgang.
- Mit den vorgeschlagenen Ausgestaltungen eines Wälzlagerkäfigs ergibt sich der Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung. Ferner ist der Zusammenbauprozess einfach und führt zu einem guten Verbund der Seitenringe mit den Stegen. Es wird also ein einfacher, dennoch aber ein stabiler Aufbau erreicht. Hinsichtlich der Montage des Käfigs kann gesagt werden, dass auch ohne Durchführung aufwändiger Maßnahmen (Verschweißen der einzelnen Teile, etc.) eine hohe Stabilität erreicht werden kann.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Wälzlagerkäfigs, nämlich einen Teil eines Seitenrings, der mit einem Steg verbunden ist, -
2 die Darstellung gemäß1 , aus der Richtung B (s.1 ) betrachtet, -
3 einen Teil eines Wälzlagerkäfigs in Achsrichtung betrachtet, wobei ein nutfreier Steg zum Einsatz kommt, -
4 in der Darstellung nach3 einen alternativ ausgeführten Wälzlagerkäfig, wobei ein mit einer Nut versehener Steg zum Einsatz kommt, -
5 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Seitenrings eines Wälzlagerkäfigs und einen Steg, vor der Montage der beiden Teile, -
6 die Darstellung gemäß5 , wobei nunmehr der Seitenring und der Steg miteinander verbunden sind, -
7 einen Teil eines Wälzlagerkäfigs in Achsrichtung betrachtet, wobei ein Seitenring und ein Steg während ihrer Montage, jedoch noch vor Abschluss derselben dargestellt sind, -
8 die Darstellung gemäß7 , wobei nunmehr die Montage abgeschlossen ist, -
9 die Einzelheit „X” gemäß7 und -
10 die Einzelheit „Y” gemäß8 . - In den
1 und2 ist ein Ausschnitt aus einem Wälzlagerkäfig1 zu sehen, der in bekannter Weise zwei sich im axialen Abstand befindliche Seitenringe2 aufweist, die über eine Anzahl Stege3 miteinander verbunden sind. Demgemäß werden durch die Stege3 Aufnahmetaschen4 für Wälzkörper (s.3 und4 ) gebildet. Vorliegend sind die beiden Seitenringe2 des Wälzlagerkäfigs als einstückige Ringe ausgeführt, während die Stege3 als separate Bauteile ausgeführt und mit den Seitenringen2 verbunden sind. Hierfür ist eine Befestigung6 zwischen dem Seitenring2 und dem Steg3 vorhanden. - Diese Befestigung
6 ist im Falle der1 und2 wie folgt ausgestaltet:
Aus dem Blech des Seitenrings2 , der eine hohlzylindrische Grundform aufweist, sind mittels eines Stanzvorgangs an den Stellen, an denen ein Steg3 zu befestigen ist, Abschnitte7 aus der Grundkontur des Seitenrings2 herausgebogen. Wie in1 zu sehen ist, verbleibt von dem in Umfangsrichtung U umlaufenden Seitenring2 im Bereich der Befestigung6 nur ein Teil2' , der die ungestörte hohlzylindrische Kontur aufweist. - Aufgrund des Herausbiegens der Abschnitte
7 ergibt sich eine taschenförmige Aufnahme für das axiale Ende des Stegs3 . Dieser hat im Ausführungsbeispiel gemäß1 und2 eine Nut11 , die sich in Umfangsrichtung U erstreckt und so bemessen ist, dass der Teil2' des Seitenrings2 in sie hineinpasst. Hierdurch wird ein Mittel10 zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung realisiert, die eine Relativverschiebung in axiale Richtung a zwischen Seitenring2 und Steg3 verhindert. - Der Steg
3 ist mit dem Seitenring2 verbunden, indem die Abschnitte7 , die als streifenförmige Zungen ausgeführt sind, an einen Oberflächenbereich8 des Steges3 herangebogen sind. Hierdurch erfolgt eine Festlegung des Stegs3 am Seitenring2 sowohl in Umfangsrichtung U als auch in radialer Richtung sowie aufgrund der Mittel10 auch in axiale Richtung a. - In den
3 und4 sind hierzu zwei Alternativen zu sehen. Die Lösung gemäß3 sieht Stege3 vor, die an das Teil2' des Seitenrings2 angesetzt werden, bevor die Abschnitte7 an die Oberflächenbereiche8 herangebogen werden. - Bei der Lösung gemäß
4 ist die Ausgestaltung gemäß1 und2 skizziert, d. h. hier weist der Steg3 die Nut11 auf, in die das Teil2' des Seitenrings2 eingreift. - Die
5 bis10 zeigen eine alternative Ausführungsform des Wälzlagerkäfigs. Die Verbindung zwischen den Seitenringen2 und den Stegen3 erfolgt hier auf grundsätzlich dieselbe Weise, jedoch in anderer Ausgestaltung. - Aus dem Blech des Seitenrings
2 sind wieder – wie es am besten aus5 hervorgeht – Abschnitte7 in Form von Streifen herausgebogen. Die Abschnitte7 sind dabei so weit herausgebogen, dass der Steg3 in die sich ergebende Öffnung zwischen den Abschnitten7 eingesetzt werden kann. In6 befinden sich die Stege3 in der eingesetzten Position. - In die Stege
3 sind an den beiden in Umfangsrichtung U weisenden Stirnseiten12 und13 je zwei Ausnehmungen9 eingearbeitet, die im Ausführungsbeispiel eine rechteckige Form aufweisen und von der Erstreckung in axiale Richtung a der Breite der Abschnitte7 – gemessen in axiale Richtung a – entsprechen. - Ist der Steg
3 in die sich ergebende Öffnung zwischen den Abschnitten7 eingesetzt (s.6 ) werden die Abschnitte7 durch einen Umformvorgang (Biegevorgang) so plastisch verformt, dass sie in die Ausnehmungen9 eingreifen. - Details hierzu sind in den
7 bis10 zu sehen. - Zunächst wird gemäß
7 der Steg3 noch in einem radialen Abstand z zum Seitenring2 gehalten. Mit einem nicht dargestellten Werkzeug werden die Enden der Abschnitte7 in Richtung auf die Ausnehmungen9 hin gebogen; dies ist in7 durch die gebogenen Pfeile angedeutet. Ist die obere Endkante14 (s.9 ) in den Bereich der Ausnehmung9 gelangt, wird der Steg3 in Pfeilrichtung (s.7 ) auf den Seitenring2 gedrückt. Dies hat zur Folge, dass sich das Ende des Abschnitt7 weiter in die Ausnehmung9 hineinbiegt, wie es in10 zu sehen ist. Nach dieser Umformung ist die feste Verbindung zwischen dem Seitenring2 und dem Steg3 hergestellt. Gegebenenfalls können die Enden der Abschnitte7 noch mit einem geeigneten Werkzeug nachgebogen werden, um die Befestigung zu verbessern. - Die Festigkeit der Verbindung zwischen Seitenring und Steg kann bei Bedarf noch dadurch erhöht werden, dass die Kontaktstellen zwischen den beiden Teilen zumindest teilweise verlötet oder verschweißt werden.
- Ein solcher Käfig kann auch – bei entsprechend großer Ausbildung – vor Ort beim Anwender montiert werden. Er eignet sich für diverse Lagertypen, wobei Zylinderrollenlager und Kegelrollenlager bevorzugt sind.
- Für die einzelnen Teile des Käfigs
1 können in großer Anzahl vorgefertigte Bauteile verwendet werden. Besonders bevorzugt ist der Einsatz eines beispielsweise stranggegossenen Profils für die Stege3 . Bevorzugtes Material für die Teile ist Stahl. -
- 1
- Wälzlagerkäfig
- 2
- Seitenring
- 2'
- Teil des Seitenrings
- 3
- Steg
- 4
- Aufnahmetasche
- 5
- Wälzelement
- 6
- Befestigung
- 7
- Abschnitt
- 8
- Oberflächenbereich des Stegs
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Mittel zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung
- 11
- Nut
- 12
- Stirnseite
- 13
- Stirnseite
- 14
- Endkante
- a
- axiale Richtung
- U
- Umfangrichtung
- z
- Abstand
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3002689 A1 [0002]
- - DE 4031337 A1 [0003]
- - US 5660485 [0003]
Claims (15)
- Wälzlagerkäfig (
1 ), der zwei Seitenringe (2 ) aufweist, zwischen denen eine Anzahl Stege (3 ) angeordnet ist, so dass zwischen zwei benachbarten Stegen (3 ) eine Aufnahmetasche (4 ) für ein Wälzelement (5 ) gebildet wird, wobei die Seitenringe (2 ) und die Stege (3 ), als separate Bauteile gefertigt, zum Wälzlagerkäfig (1 ) zusammengesetzt sind und wobei die Stege (3 ) an den Seitenringen (2 ) mittels einer Befestigung (6 ) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung (6 ) durch mindestens einen Abschnitt (7 ) gebildet wird, der durch das Material des Seitenrings (2 ) gebildet wird und der aus der Grundkontur des Seitenrings (2 ) herausgebogen ist, wobei der Abschnitt (7 ) durch einen plastischen Umformvorgang an einen Oberflächenbereich (8 ) des Stegs (3 ) herangebogen oder in eine Ausnehmung (9 ) im Steg (3 ) hineingebogen ist. - Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (
10 ) zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung in axiale Richtung (a) zwischen Seitenring (2 ) und Steg (3 ) vorhanden sind. - Wälzlagerkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (
10 ) durch eine in Umfangrichtung (U) verlaufende Nut (11 ) im Steg (3 ) gebildet werden, in die ein Teil (2' ) des Seitenrings (2 ) eingreift. - Wälzlagerkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in axiale Richtung (a) beidseitig der Nut (
11 ) Abschnitte (7 ) des Seitenrings (2 ) an den Oberflächenbereich (8 ) des Stegs (3 ) herangebogen sind. - Wälzlagerkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (
10 ) durch eine in axiale Richtung (a) begrenzte, fensterförmige Ausnehmung (9 ) gebildet werden, in die der Abschnitt (7 ) des Seitenrings (2 ) hineingebogen ist. - Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
7 ) streifenförmig ausgebildet ist. - Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (
3 ) an beiden in Umfangsrichtung (U) weisenden Stirnseiten (12 ,13 ) mit mindestens je zwei Ausnehmungen (9 ) versehen ist. - Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
7 ) am oder im Steg (3 ) zusätzlich durch eine stoffschlüssige Verbindung festgelegt ist. - Wälzlagerkäfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung eine Schweißverbindung ist.
- Wälzlagerkäfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung eine Lötverbindung ist.
- Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenringe (
2 ) aus Blech bestehen. - Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Zylinderrollenlagerkäfig ist.
- Wälzlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kegelrollenlagerkäfig ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs (
1 ), der zwei Seitenringe (2 ) aufweist, zwischen denen eine Anzahl Stege (3 ) angeordnet ist, so dass zwischen zwei benachbarten Stegen (3 ) eine Aufnahmetasche (4 ) für ein Wälzelement (5 ) gebildet wird, wobei die Seitenringe (2 ) und die Stege (3 ), als separate Bauteile gefertigt, zum Wälzlagerkäfig (1 ) zusammengesetzt sind und wobei die Stege (3 ) an den Seitenringen (2 ) mittels einer Befestigung (6 ) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist: a) Herausbiegen mindestens eines Abschnitts (7 ) aus dem Material des Seitenrings (2 ), so dass der Abschnitt (7 ) aus der Grundkontur des Seitenrings (2 ) herausragt; b) Ansetzen des Stegs (3 ) an den Seitenring (2 ); c) Plastisches Umformen des Abschnitts (7 ), so dass sich dieser an einen Oberflächenbereich (8 ) des Stegs (3 ) heran erstreckt oder in eine Ausnehmung (9 ) im Steg (3 ) hinein erstreckt. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Herausbiegen des Abschnitts (
7 ) durch einen Stanzvorgang erfolgt.
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2009
- 2009-05-14 DE DE102009021333.3A patent/DE102009021333B4/de not_active Expired - Fee Related
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