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Die Erfindung betrifft einen Verbindungssteg eines Wälzkörperkäfigs oder eines Käfigsegments für ein Wälzlager, welche zwei ringförmige oder ringsegmentförmige Seitenteile sowie wenigstens einen solchen, diese beiden Seitenteile verbindenden Verbindungssteg aufweisen, beispielsweise für ein Kegelrollenlager oder ein Zylinderrollenlager. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbindungsstegs.
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Aus dem Stand der Technik sind unter anderem Bolzenkäfige für Großwälzlager bekannt, die zwei mit einer Vielzahl von Verbindungsstegen verbundene Seitenscheiben aufweisen, wobei jeweils ein in Längsrichtung durchbohrter Wälzkörper auf jeweils einem Verbindungssteg drehbar aufgenommen ist. Von Nachteil ist unter anderem, dass das Herstellen der Wälzkörper für Bolzenkäfige im Vergleich zu massiven Wälzkörpern aufwendig ist. Darüber hinaus weisen axial durchbohrte Wälzkörper zum Einsatz in einem Bolzenkäfig eine reduzierte radiale Lasttragfähigkeit auf. Darüber hinaus ist die Montage eines Bolzenkäfigs sehr aufwendig, da dessen Einzelteile bei der Endmontage direkt im Lager verschweißt werden, was zu Schweißverzug und zu einer Kontamination des ganzen Wälzlagers führen kann.
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Außerdem sind so genannte H-Käfigsegmente zum Aufbau von segmentierten Käfigen beziehungsweise Segmentkäfigen für Großwälzlager bekannt, bei denen zwei axial zueinander versetzte sowie parallel angeordnete Seitenteile mittels eines massiven Stegs mit einander fest verbunden sind. Die in der Regel spanende Fertigung derartiger massiver Stege für H-Käfigsegmente gestaltet sich insbesondere für Wälzkörper mit einer von der Zylindergeometrie abweichenden Formgebung vergleichsweise aufwendig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungssteg für einen Wälzkörperkäfig oder Käfigsegmente eines Käfigsystems eines Wälzlagers bereitzustellen, der unbeschadet einer komplexen geometrischen Formgebung fertigungstechnisch vergleichsweise leicht herstellbar ist. Darüber hinaus soll ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verbindungsstegs vorgestellt werden.
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Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist produktbezogen vorgesehen, dass der eingangs genannte Verbindungssteg aus mindestens einem Blechzuschnitt gebildet ist, dass der Verbindungssteg einen hohlprofilartigen Kopfbereich aufweist, dass der Kopfbereich des Verbindungsstegs einen oberen Abschnitt sowie zwei daran anschließende, gegenüberliegende Seitenabschnitte aufweist, dass sich an die beiden Seitenabschnitte in einem Basisbereich des Verbindungsstegs kopfbereichsfern jeweils ein Planschenkel anschließt, dass die beiden Planschenkel zumindest bereichsweise aneinander liegen, und dass an zumindest einem der Planschenkel axial endseitig wenigstens ein Verbindungsabschnitt ausgebildet ist, welcher in eine Aufnahmeöffnung des zugeordneten ringförmigen oder ringsegmentförmigen Seitenteils einsteckbar und mit diesem fest verbindbar ist.
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Hierdurch ist es möglich, den Verbindungssteg durch biegendes Umformen aus mindestens einem ebenen Blechzuschnitt in großserientauglicher Weise sowie kostengünstig auch mit einer komplexen dreidimensionalen Formgebung herzustellen. Durch die komplexe räumliche Formgebung ist zudem eine größtmögliche Umgreifung der zu führenden zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Wälzkörper des Wälzlagers durch den erfindungsgemäßen Verbindungssteg gewährleistet. Die Materialstärke eines einzelnen umzuformenden Blechzuschnitts beträgt beispielsweise 2 mm bis 8 mm. Sind aufgrund erhöhter Festigkeitsanforderungen größere Materialstärken notwendig, können bis zu acht Blechzuschnitte mit einer Materialstärke von jeweils 0,5 mm bis zu maximal 8,0 mm auf geeignete Weise gebündelt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich an den Basisbereich des Verbindungsstegs ein Fußbereich anschließt, der zumindest einen ersten Spreizschenkel und einen zweiten Spreizschenkel aufweist, die unter einem Winkel α entgegengesetzt zueinander geneigt verlaufen. Hierdurch ist eine weitere Optimierung der Umgreifung der mittels der Verbindungsstege zu führenden Wälzkörper realisierbar.
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Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest im Bereich des ersten Seitenabschnitts und des zweiten Seitenabschnitts und/oder des ersten Spreizschenkels und des zweiten Spreizschenkels jeweils mindestens eine Anlauffläche für einen Wälzkörper des Wälzlagers ausgebildet ist. Mittels der Anlaufflächen ist unter anderem eine Minimierung der zwischen den Wälzkörpern und den Verbindungsstegen auftretenden Reibung möglich. Darüber hinaus kann eine fertigungstechnisch aufwendige Oberflächenveredelung zur weiteren Kostenoptimierung auf die Anlaufflächen begrenzt werden.
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Die verfahrensbezogene Aufgabe ist durch ein Verfahren zur Herstellung des beschriebenen Verbindungssteges gelöst, welches folgende Schritte aufweist:
- a) Heraustrennen eines ebenen Blechzuschnitts mit einer geeigneten Kontur aus einem Halbzeug, beispielsweise durch Stanzen oder Schneiden,
- b) Ausbilden von Anlaufflächen an dem Blechzuschnitt für die Wälzkörper des Wälzlagers, und
- c) Umformen des Blechzuschnitts zu einem Verbindungssteg durch mindestens einmaliges Biegen.
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Mit diesem Herstellverfahren lassen sich die eine vergleichsweise komplexe Raumform aufweisenden Verbindungsstege fertigungstechnisch mit einem vertretbaren Aufwand herstellen.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungssteges,
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2 eine perspektivische Ansicht eines mit dem Verbindungssteg gemäß 1 gebildeten Käfigsegments von schräg oben,
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3 eine perspektivische Ansicht auf das Käfigsegment gemäß 2 von schräg unten, und
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4 eine perspektivische Ansicht eines Blechzuschnitts, aus dem ein Verbindungssteg gemäß 1 herstellbar ist.
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Der in 1 dargestellte Verbindungssteg 10 dient zum Führen eines beispielsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Wälzkörpers. Er weist einen hohlprofilartigen Kopfbereich 12 mit einem oberen Abschnitt 14 auf, welcher eine ungefähr halbovale Querschnittsgeometrie hat, und an den sich ein erster Seitenabschnitt 16 sowie ein zweiter Seitenabschnitt 18 anschließen. Die einander quer zur Längserstreckung des Verbindungsstegs 10 gegenüberliegenden Seitenabschnitte 16, 18 verlaufen hierbei beispielhaft V-förmig zueinander geneigt. Der Kopfbereich 12 des Verbindungsstegs 10 weist daher angenähert eine Querschnittsgeometrie auf, die der etwa eines auf der Spitze stehenden Dreiecks mit einer Grundlinie und zwei größeren Eckradien entspricht. Der Kopfbereich 12 des Verbindungsstegs 10 kann jedoch, insbesondere in Abhängigkeit von der Geometrie der zu führenden Wälzkörper, eine hiervon abweichende Querschnittsgeometrie, wie zum Beispiel eine kreisförmige, eine ovale oder eine elliptische Querschnittsgeometrie aufweisen. Ferner kann der Kopfbereich 12 des Verbindungsstegs 10 eine dreieckige oder mehreckige Querschnittsgeometrie mit einer entsprechenden Anzahl gerundeter Ecken aufweisen, die im Vergleich zur Ausführung gemäß 1 kleinere Eckradien aufweist.
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An die beiden Seitenabschnitte 16, 18 des Kopfbereiches 12 des Verbindungsstegs 10 schließen sich in einem mittleren Basisbereich 20 zwei im Querschnitt näherungsweise rechteckförmige Planschenkel 22, 24 an, die im Idealfall vollflächig aneinander liegen. Der erste Planschenkel 22 weist hier beispielhaft einen ersten Verbindungsabschnitt 26 sowie einen verdeckten und lediglich gestrichelt gezeichneten zweiten Verbindungsabschnitt 28 auf, während an dem zweiten Planschenkel 24 axial gegenüber ein dritter Verbindungsabschnitt 30 sowie ein vierter Verbindungsabschnitt 32 ausgebildet sind. Der erste Verbindungsabschnitt 26 und der zweite Verbindungsabschnitt 28 sind jeweils axial endseitig am ersten Planschenkel 22 ausgebildet, und der dritte Verbindungsabschnitt 30 sowie der vierte Verbindungsabschnitt 32 sind entsprechend endseitig am zweiten Planschenkel 24 ausgebildet.
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Die im Idealfall vollflächig aneinander liegenden, jeweils planen Verbindungsabschnitte 26, 30 und die planen Verbindungsabschnitte 28, 32 können gegebenenfalls zum Beispiel durch Kleben, Nieten, Schrauben, Bördeln, Sicken, Falzen, Durchstanzen, Durchprägen, Löten, Schweißen oder dergleichen fest miteinander verbunden werden. In einer solchen Konstellation bilden der erste Verbindungsabschnitt 26 und der dritte Verbindungsabschnitt 30 einen ersten kompakten axialen Vorsprung 34, während der zweite Verbindungsabschnitt 28 und der vierte Verbindungsabschnitt 32 einen zweiten kompakten axialen Vorsprung 36 bilden. Entsprechend können erforderlichenfalls der erste Planschenkel 22 und der zweite Planschenkel 24 zumindest bereichsweise fest miteinander verbunden sein.
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An den Basisbereich 20 des Verbindungsstegs 10 schließt sich exemplarisch unterseitig ein Fußbereich 40 an, der hier beispielhaft einen verdeckten und daher gestrichelt gezeichneten ersten Spreizschenkel 42 sowie einen zweiten Spreizschenkel 44 aufweist, wobei die aneinander liegenden Planschenkel 22, 24 jeweils in den ersten Spreizschenkel 42 und den zweiten Spreizschenkel 44 übergehen. Der optionale Fußbereich 40 dient unter anderem zur Optimierung der Führungswirkung des Verbindungsstegs 10 durch eine Erhöhung der Umschlingungslänge beziehungsweise der Umfassungslänge an den jeweils seitlich geführten Wälzkörpern.
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Der Verbindungssteg 10 weist in diesem Ausführungsbeispiel acht rechteckige Anlaufflächen auf, von denen in 1 lediglich eine erste Anlauffläche 50, eine zweite Anlauffläche 52, eine dritte Anlauffläche 54 und eine vierte Anlauffläche 56 sichtbar sind. Die Anlaufflächen dienen zur Optimierung des Wälzkörperkontaktes. Die erhabenen, in die jeweils gebildete Wälzkörpertasche zeigenden Anlaufflächen können jeweils eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Im Fall einer geringen Höhe der Anlaufflächen 50, 52 kann zum Beispiel der Kopfbereich 12 hohlzylindrisch ausgebildet sein. Außerdem können Anlaufflächen, die sich in einem durchmesserkleineren Bereich eines zylindrischen Wälzkörpers befinden, eine geringere Höhe aufweisen, als diejenigen Anlaufflächen, die in einer durchmessergrößeren Zone des Wälzkörpers liegen, oder mit dazu jeweils entgegengesetzt ausgebildeter Höhe.
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In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste Anlauffläche 50 die größte Höhe auf, während die zweite Anlauffläche 52 eine im Vergleich zur ersten Anlauffläche 50 reduzierte Höhe hat. Die dritte Anlauffläche 54 und die vierte Anlauffläche 56 verfügen über die geringste Höhe, wobei die Höhen der dritten Anlauffläche 54 und der vierten Anlauffläche 56 zudem jeweils gleich bemessen sind. Die Anlaufflächen können auf einfache Art und Weise mittels klassischer Blechbearbeitungsverfahren, wie zum Beispiel Durchsetzen, Prägen, Sicken, Stanzen oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ dazu können die Anlaufflächen auch mit Hilfe von spanenden Fertigungsverfahren oder durch Beschichten realisiert sein. Darüber hinaus kann zumindest im Bereich der Anlaufflächen des Verbindungsstegs 10 eine weitere Endbearbeitung durch Oberflächenhärten, Schleifen, Polieren, Honen oder Läppen erfolgt sein.
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Erfindungsgemäß besteht der Verbindungssteg 10 aus mindestens einem anfänglich ebenen metallischen Blechzuschnitt (siehe Bezugsziffer 60, 4), dem durch mindestens einen Umformvorgang, insbesondere durch mindestens einen Biege- oder Kantvorgang, die in 1 gezeigte komplexe Raumform mit einer näherungsweise Ω-förmigen Querschnittsgeometrie verliehen wird. Durch den biegenden Umformvorgang ist darüber hinaus eine einfache Einstellung unterschiedlich großer Biegeradien der gerundeten Ecken einer Querschnittsgeometrie des Kopfbereichs 12 möglich.
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Die Materialstärke des Blechzuschnitts 60 beträgt hierbei bis zu 8,0 mm, wodurch sich eine wirksame Gesamtmaterialstärke im Basisbereich 20, in dem sich die Materialstärke aufgrund der vollflächig aneinander liegenden Planschenkel 22, 24 verdoppelt, in Summe 16 mm beträgt.
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Eine höhere mechanische Belastbarkeit des Verbindungsstegs 10 lässt sich erzielen, indem der umgeformte, hauptfunktionale Blechzuschnitt 60 mit weiteren, vorzugsweise umgeformten Füllzuschnitten und Stabilisierungszuschnitten aus Blech auf geeignete Weise kombiniert beziehungsweise aufgedickt wird. Eine solche Kombination kann zum Beispiel durch ein Übereinanderstapeln beziehungsweise das Bündeln von derartigen Füllzuschnitten und Stabilisierungszuschnitten erfolgen. Dabei wird deren biegende Umformung bevorzugt getrennt oder bei nicht zu hohen Gesamtmaterialstärken auch zeitgleich mit dem hauptfunktionalen Blechzuschnitt erfolgen. Gegebenenfalls können die Füllzuschnitte und die Stabilisierungszuschnitte auch mit oder aus einem Kunststoffmaterial geeigneter Festigkeit gebildet sein. Nach dem Umformprozess kann eine mechanisch feste Verbindung des hauptfunktionalen Blechzuschnitts 60 mit den optionalen Füllzuschnitten und Stabilisierungszuschnitten zum Beispiel durch Kleben, Nieten, Schrauben, Bördeln, Sicken, Falzen, Durchstanzen, Durchprägen, Löten, Schweißen oder dergleichen erfolgen. In diesem Zusammenhang können bis zu acht Füll- oder Stabilisierungsbleche mit einer Materialstärke von jeweils 0,5 mm bis zu 8 mm Verwendung finden.
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Die 2 zeigt eine Ansicht eines mit dem Verbindungssteg 10 gebildeten Käfigsegments 64 von schräg oben. Das Käfigsegment 64 für einen nicht dargestellten Segmentkäfig eines ebenfalls nicht dargestellten Großwälzlagers, also eines Wälzlagers zur Lagerung von Wellen mit einem Durchmesser von beispielsweise mehr als 400 mm, verfügt über ein erstes Seitenteil 66 und ein zweites massives Seitenteil 68, welche annähernd rechteckförmig ausgebildet sind. Die beiden parallel beabstandet und zueinander fluchtend angeordneten Seitenteile 66, 68 sind mittels des gemäß der Erfindung ausgebildeten Verbindungssteges 10 gemäß 1 fest miteinander verbunden. Zu diesem Zweck verfügt das erste Seitenteil 66 über eine erste Aufnahmeöffnung 70 und in das zweite Seitenteil 68 ist entsprechend eine zweite Aufnahmeöffnung 72 eingebracht. Die hier lediglich beispielhaft jeweils rechteckförmigen Aufnahmeöffnungen 70, 72 durchsetzen die Seitenteile 66, 68 in axialer Richtung des Wälzlagers bevorzugt vollständig. Die Aufnahmeöffnungen 70, 72 sind derart bemessen, dass sich der erste Verbindungsabschnitt 26 und der dritte Verbindungsabschnitt 30 in die erste Aufnahmeöffnung 70 und der zweite Verbindungsabschnitt 28 sowie der vierte Verbindungsabschnitt 32 in die zweite Aufnahmeöffnung 72 zumindest leicht pressschlüssig einstecken lassen. Die Befestigung der beiden Seitenteile 66, 68 an dem Verbindungssteg 10 kann zum Beispiel durch Einpressen, thermisches Einschrumpfen, Einkleben, Verstemmen, Umbördeln, Umfalzen, Einschweißen oder Einlöten erfolgen. Hieraus resultiert eine hohe mechanische Belastbarkeit des aus den beiden Seitenteilen 66, 68 und dem Verbindungssteg 10 aufgebauten Käfigelements 64.
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Die Seitenteile 66, 68 weisen darüber hinaus neben den jeweiligen Aufnahmeöffnungen 70, 72 nicht bezeichnete, kreisförmige Durchbrechungen zur Gewichtsreduzierung des Käfigsegments 64 auf. Ferner sind gleichfalls nicht bezeichnete Längsseiten des ersten Seitenteils 66 und des zweiten Seitenteils 68 des Käfigsegments 64 radial tailliert ausgeführt, wodurch an den Enden der beiden Seitenteile 66, 68 radiale Anlaufflächen zur Führung des Käfigsegments 64 am Innenring oder Außenring eines Wälzlagers ausgebildet sind. Zudem ist an dem ersten Seitenteil 66 im Bereich jeder Ecke ein Axialanlaufkontakt 74 zur axialen Lagebegrenzung eines vom Käfigsegment 64 zu führenden, nicht dargestellten Wälzkörpers ausgebildet. Entsprechend sind an dem zweiten Seitenteil 68 gleichfalls vier Axialanlaufkontakte 76 ausgebildet. Die vier Axialanlaufkontakte 74 des ersten Seitenteils 66 sind gegenüberliegend zu den vier Anlaufkontakten 76 des zweiten Seitenteils 68 angeordnet, wobei die Anlaufkontakte 74 und 76 einander zugewandt sind. Die genannten Axialanlaufkontakte 74 sind als axiale Durchstellungen in den beiden Seitenteilen 66, 68 ausgebildet.
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Der erfindungsgemäße Verbindungssteg 10 kann ebenso zum Aufbau eines in den Figuren nicht dargestellten nicht segmentierten Wälzkörperkäfigs Verwendung finden, der zwei parallel beabstandet sowie kongruent zueinander angeordnete kreisringförmige Seitenteile aufweist. Außerdem kann der Verbindungssteg 10 zur Verbindung von ringsegmentförmigen Seitenteilen eines Wälzkörperkäfigs genutzt werden.
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3 zeigt eine Ansicht auf das Käfigsegment 64 gemäß 2 von schräg unten. Das erste Seitenteil 66 und das zweite Seitenteil 68 des Käfigsegments 64 sind mittels des erfindungsgemäßen Verbindungsstegs 10 fest miteinander verbunden. Der Verbindungssteg 10 weist den Kopfbereich 12 auf, der in den ebenen Basisbereich 20 übergeht, und an den sich unterseitig der Fußbereich 40 mit dem schwalbenschwanzförmig abgewinkelten ersten und dem zweiten Spreizschenkel 42, 44 anschließt. Ein Winkel α zwischen dem ersten Spreizschenkel 42 und dem zweiten Spreizschenkel 44 des Fußbereichs 40 des Verbindungsstegs 10 beträgt hier exemplarisch etwa 40°. Hiervon abweichend kann der Winkel α einen Wert zwischen 10° und 90° einschließlich der Intervallgrenzen aufweisen.
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Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Blechzuschnitts 60. Der aus einem Halbzeug 80 herausgetrennte Blechzuschnitt 60 ist spiegelsymmetrisch zu einer Längsachse 84 aufgebaut. Der Blechzuschnitt 60 verfügt unter anderem über sieben rechteckige, aneinander anschließende Zonen Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z7. Axial endseitig in der zweiten Zone Z2 befinden sich der erste Verbindungsabschnitt 26 und der zweite Verbindungsabschnitt 28, während der dritte Verbindungsabschnitt 30 und der vierte Verbindungsabschnitt 32 axial endseitig in der sechsten Zone Z6 ausgebildet sind. Die genannten Verbindungsabschnitte 26, 28, 30, 32 sind laschenartig mit einer rechteckförmigen Umfangsgeometrie ausgeführt. Die Längserstreckung der Verbindungsabschnitte 26, 28, 30, 32 verläuft quer beziehungsweise rechtwinklig zur Längsachse 84. Die mittlere, vierte Zone Z4 ist durch die Längsachse 84 mittig geteilt.
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Im Bereich der fünften Zone Z5 sind die erste Anlauffläche 50 und die zweite Anlauffläche 52 ausgebildet (siehe auch 1), wobei die erste Anlauffläche 50 die größte Höhe h1 und die zweite Anlauffläche 52 eine im Vergleich zu der ersten Höhe h1 reduzierte zweite Höhe h2 aufweist. Die dritte Anlauffläche 54 und die vierte Anlauffläche 56 in der siebten Zone Z7 verfügen jeweils über eine gleich große Höhe h3, h4, welche deutlich kleiner als die zweite Höhe h2 der zweiten Anlauffläche 52 bemessen ist. In der ersten Zone Z1 und der dritten Zone Z3 sind spiegelbildlich zu der Längsachse 84 eine fünfte Anlauffläche 86, eine sechste Anlauffläche 88, eine siebte Anlauffläche 90 sowie eine achte Anlauffläche 92 ausgebildet. Die Höhen h5, h6, h7, h8 dieser fünften bis achten Anlaufflächen 86, 88, 90, 92 entsprechen exemplarisch den Höhen h1 bis h4 der ersten bis vierten Anlaufflächen 50, 52, 54, 56.
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Abweichend von der hier lediglich beispielhaft gezeigten, jeweils rechteckigen Umfangskontur der Anlaufflächen können die genannten Anlaufflächen beispielsweise eine quadratische, runde, elliptische oder ovale Umfangskontur aufweisen. Darüber hinaus können mehr oder weniger als acht Anlaufflächen vorgesehen sein, deren Höhen h1 bis h8 insbesondere in Abhängigkeit von der geometrischen Gestalt eines zu führenden Wälzkörpers variieren können.
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Zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 26 und der ersten Zone Z1 ist ein erster Schlitz 100 und zwischen der dritten Zone Z3 sowie dem ersten Verbindungsabschnitt 26 ist ein zweiter Schlitz 102 in den Blechzuschnitt 60 eingebracht, sodass diese beiden Schlitze 100, 102 beiderseits der zweiten Zone Z2 und senkrecht zur Längsachse 84 verlaufen. Entsprechend ist zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt 28 der ersten Zone Z1 sowie der dritten Zone Z3 ein dritter Schlitz 104 und ein vierter Schlitz 106 in den Blechzuschnitt 60 eingebracht. Aufgrund der Symmetrie des Blechzuschnitts 60 sind zwischen der fünften, sechsten und siebten Zone Z5, Z6, Z7 und den diesen zugeordneten Verbindungsabschnitten 30, 32 ein fünfter Schlitz 108, ein sechster Schlitz 110, ein siebter Schlitz 112 und ein achter Schlitz 114 vorgesehen, die jeweils spiegelverkehrt zu den ersten bis sechsten Schlitzen 100, 102, 104, 106 positioniert sind. Aufgrund der insgesamt acht Schlitze 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114 können die Verbindungsabschnitte 26, 28, 30, 32 unbeschadet der an dem Blechzuschnitt 60 vollzogenen Umformprozesse beziehungsweise Biegevorgänge im Wesentlichen ihre ebene Form beibehalten.
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Im weiteren Fortgang der Beschreibung soll kurz auf ein Verfahren eingegangen werden, mittels dem ein erfindungsgemäßer Verbindungssteg 10 herstellbar ist. Zunächst wird der Blechzuschnitt 60 mit seiner komplexen Umfangskontur in einem ersten Verfahrensschritt a) aus dem ebenen metallischen Halbzeug 80 herausgetrennt. Dies kann zum Beispiel durch Ausstanzen, Laserstrahlschneiden, Wasserstrahlschneiden, Sägen, Fräsen oder dergleichen geschehen. Die Materialstärke des Halbzeugs 80 kann hierbei zwischen 0,5 mm bis zu 8,0 mm betragen, einschließlich der Bereichsgrenzen. Im dann anschließenden zweiten Verfahrensschritt b) werden die bereits erwähnten Anlaufflächen 50 bis 56 sowie 86 bis 92 ausgebildet, was zum Beispiel mittels Durchstanzen und anschließendes Prägen geschehen kann. Hierbei können den Anlaufflächen 50 bis 56 sowie 86 bis 92 jeweils individuelle Höhen h1 bis h8 verliehen werden. Darüber hinaus kann eine Oberflächenbehandlung des Blechzuschnitts 60 zumindest im Bereich der Anlaufflächen 50 bis 56 sowie 86 bis 92 erfolgen. In einem dritten und letzten Verfahrensschritt c) erfolgt das Umformen des konturierten Blechzuschnitts 60 zum fertigen Verbindungssteg (siehe 1 bis 3) durch mindestens einmaliges Biegen, wobei die Hauptbiegerichtung durch die beiden Pfeile 120, 122 in 4 angedeutet ist.
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Durch den mindestens einen, um die Längsachse 84 vollzogenen Biegevorgang entsteht aus den drei mittleren Zonen Z3, Z4, Z5 des Blechzuschnitts 60 der hohlprofilartige Kopfbereich 12 mit dem oberen Abschnitt 14 und den beiden Seitenabschnitten 16, 18 des Verbindungsstegs 10, während die zweite Zone Z2 und die sechste Zone Z6 zu den beiden Planschenkeln 22, 24 des Verbindungsstegs 10 umgeformt werden. Die erste Zone Z1 und die siebte Zone Z7 werden zu den V-förmigen Spreizschenkel 42, 44 des Verbindungsstegs 10 verformt.
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Nach dem dritten Verfahrensschritt c) können die im Idealfall vollflächig plan aneinander liegenden Planschenkel 22, 24 gegebenenfalls noch mittels der bereits erwähnten Fügetechniken fest miteinander verbunden werden. Aufgrund der erwähnten Schlitze 100 bis 114 bleiben die vier Verbindungsabschnitte 26, 28, 30, 32 vom Umformprozess weitgehend unbeeinflusst, so dass diese jeweils den ersten und den zweiten kompakten Vorsprung 34, 36 zur Befestigung des solchermaßen hergestellten Verbindungsstegs 10 in den Aufnahmeöffnungen 70, 72 der beiden Seitenteile 66, 68 des Käfigsegments 64 ausbilden können.
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Für Kammkäfige, die lediglich einseitig befestigte Verbindungsstege aufweisen, können zwei Verbindungsabschnitte 28, 32 an dem Blechzuschnitt 60 entfallen. Verfahrensgemäß hergestellte Verbindungsstege 10 können auch zur Verbindung von ringförmigen Seitenteilen oder ringsegmentförmigen Seitenteilen dienen, um zum Beispiel hiermit Fensterkäfige zu realisieren.
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Um die mechanische Belastbarkeit des umgeformten Verbindungsstegs 10 weiter zu optimieren, kann der Blechzuschnitt 60 beim Erreichen der maximalen für den Umformprozess geeigneten Materialstärke von M = 8,0 mm mit bis zu acht Füll- oder Stabilisierungszuschnitten aus Blech mit einer Materialstärke von jeweils 0,5 mm bis 8 mm auf geeignete Art und Weise verstärkt werden. Zu diesem Zweck werden die anfangs gleichfalls ebenen Füll- oder Stabilisierungsschnitte vorzugsweise im Wesentlichen demselben, vorstehend erläuterten Verfahrensablauf unterworfen, wobei die Herstellung von Anlaufflächen und eine ergänzende Oberflächenbehandlung in der Regel entfallen kann. In Abhängigkeit von der Deckungsgleichheit zwischen dem hauptfunktionalen Blechzuschnitt 60 und den zum Einsatz kommenden Füll- oder Stabilisierungszuschnitten, können weniger Biegeschritte im Zuge des verfahrensgemäßen Umformprozesses notwendig sein. Abschließend kann der hauptfunktionale Blechzuschnitt 60 zumindest bereichsweise mit den zugeschnittenen und gebogenen Füll- und Stabilisierungszuschnitten mechanisch fest verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbindungssteg
- 12
- Hohlprofilartiger Kopfbereich
- 14
- Oberer Abschnitt
- 16
- Erster Seitenabschnitt
- 18
- Zweiter Seitenabschnitt
- 20
- Basisbereich
- 22
- Erster Planschenkel
- 24
- Zweiter Planschenkel
- 26
- Erster Verbindungsabschnitt
- 28
- Zweiter Verbindungsabschnitt
- 30
- Dritter Verbindungsabschnitt
- 32
- Vierter Verbindungsabschnitt
- 34
- Erster Vorsprung
- 36
- Zweiter Vorsprung
- 40
- Fußbereich
- 42
- Erster Spreizschenkel
- 44
- Zweiter Spreizschenkel
- 50
- Erste Anlauffläche
- 52
- Zweite Anlauffläche
- 54
- Dritte Anlauffläche
- 56
- Vierte Anlauffläche
- 60
- Hauptfunktionaler Blechzuschnitt
- 64
- Käfigsegment
- 66
- Erstes Seitenteil
- 68
- Zweites Seitenteil
- 70
- Erste Aufnahmeöffnung
- 72
- Zweite Aufnahmeöffnung
- 74
- Axialanlaufkontakt
- 76
- Axialanlaufkontakt
- 80
- Halbzeug
- 84
- Längsachse
- 86
- Fünfte Anlauffläche
- 88
- Sechste Anlauffläche
- 90
- Siebte Anlauffläche
- 92
- Achte Anlauffläche
- 100
- Erster Schlitz
- 102
- Zweiter Schlitz
- 104
- Dritter Schlitz
- 106
- Vierter Schlitz
- 108
- Fünfter Schlitz
- 110
- Sechster Schlitz
- 112
- Siebter Schlitz
- 114
- Achter Schlitz
- 120
- Pfeil, Biegerichtung
- 122
- Pfeil, Biegerichtung
- h1
- Erste Höhe
- h2
- Zweite Höhe
- h3
- Dritte Höhe
- h4
- Vierte Höhe
- h5
- Fünfte Höhe
- h6
- Sechste Höhe
- h7
- Siebte Höhe
- h8
- Achte Höhe
- M
- Materialstärke
- Z1
- Erste Zone
- Z2
- Zweite Zone
- Z3
- Dritte Zone
- Z4
- Vierte Zone
- Z5
- Fünfte Zone
- Z6
- Sechste Zone
- Z7
- Siebte Zone
