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Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig mit zwei gleiche, aus Blechumformteilen gebildete Ringelemente, welche jeweils mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, durch Anlageflächen voneinander beabstandete Wälzkörpertaschen aufweisen, wobei die aneinander anliegenden Anlageflächen der beiden Ringelemente über in diesen ausgebildete Nietbohrungen mittels Niete vernietet sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und Montage eines solchen Wälzlagerkäfigs.
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Derartige Blechkäfige finden vielfache Verwendung insbesondere bei Rillenkugellagern, bei denen die Wälzkörpertaschen dann die Form von Kugelkalottentaschen haben. Solche Wälzlagerkäfige bestehen typischerweise aus zwei baugleichen Ringelementen, die aus einem Blechmaterial ausgestanzt und durch einen Prägevorgang so umgeformt sind, dass sie die beschriebenen Wälzkörpertaschen und die Anlageflächen mit den darin vorgesehenen Nietbohrungen bilden. Die Ringelemente werden sodann über die Anlageflächen miteinander vernietet, so dass sie einen Käfig bilden, wobei die jeweils einander zugeordneten Wälzkörpertaschen eine den zugeordneten Wälzkörper umgreifende, diesen führende Tasche bilden.
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Aus der
EP 2 791 523 B1 ist ein Kugellagerkäfig bekannt, bei dem zwei ringartige Käfighälften axial zusammengesetzt und auf verschiedene Weisen miteinander verbunden werden können (z.B. Nietkäfige; Lappenkäfige und Schweißkäfige). Bei herkömmlichen Nietkäfigen der genannten Art werden dabei gewöhnliche Niete mit massivem Nietschaft und Nietkopf verwendet, bei denen bei der Montage am freien Ende wiederum ein massiver Nietkopf angestaucht wird. Das erhöht in unerwünschter Weise insbesondere die rotierende Masse beim Betrieb des Lagers.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die rotierende Masse von genieteten Wälzlagerkäfigen, insbesondere Kugellagerkäfigen, ohne einen größeren zusätzlichen technischen Aufwand deutlich zu verringern.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird produktbezogen mit einem Wälzlagerkäfig erreicht, der die Merkmale des Hauptanspruchs aufweist. Im unabhängigen Verfahrensanspruch ist ein zu dessen Herstellung vorgesehenes Herstellverfahren definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei den bezüglich ihres Gewichtes schon optimierten, ausgestanzten Blech-Ringelementen eine weitere Reduzierung des Gewichtes beziehungsweise deren Masse nur noch durch Veränderungen an den Nieten möglich ist.
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Demnach betrifft die Erfindung einen Wälzlagerkäfig mit zwei gleiche, aus Blechumformteilen gebildete Ringelemente, welche jeweils mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, durch Anlageflächen voneinander beabstandete Wälzkörpertaschen aufweisen, wobei die aneinander anliegenden Anlageflächen der beiden Ringelemente über in diesen ausgebildete Nietbohrungen mittels Niete vernietet sind.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass die Niete als Hohlniete mit einem rohrförmigen Mittelabschnitt und an dessen beiden Enden radial nach außen gebördelten Randabschnitten ausgebildet sind.
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Hierdurch wird bei der Vielzahl von einem Käfig zugeordneten Nieten die rotierende Masse desselben deutlich verringert. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass ein Bördelvorgang einen geringeren technischen Aufwand verlangt als ein Stauchvorgang.
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Mit den als Hohlniete ausgebildeten Nieten lässt sich ein günstiges Verfahren zur Herstellung und Montage des genannten Wälzlagerkäfigs verwirklichen, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- - Bereitstellen rohrförmiger Nietrohlinge;
- - Bördeln eines Randabschnittes der Nietrohlinge jeweils zu einem vorbereiteten Niet;
- - Einsetzen der vorbereiteten Niete in zugeordnete Nietbohrungen eines aneinander anliegenden Ringelementen-Paares;
- - Bördeln der anderen Randabschnitte der vorbereiteten Niete.
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Insbesondere die beiden letzten Verfahrensschritte lassen sich gegebenenfalls unter Verwendung geeigneter Vorrichtungen in jeweils einem Arbeitsgang durchführen.
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Zur Bereitstellung der rohrförmigen Nietrohlinge entsprechend dem ersten der oben genannten Verfahrensschritte ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein Flachbandabschnitt von einem Flachbandstrang abgeschnitten und zu einem rohrförmigen Nietrohling geformt wird.
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Ein anderes Verfahren sieht vor, dass jeweils ein rohrförmiger Nietrohling direkt von einem Rohrstrang abgeschnitten wird.
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Um den Bördelvorgang zu vereinfachen und zu erleichtern sowie um weiteres Gewicht einzusparen, ist außerdem vorgesehen, dass in den Randabschnitten der Nietrohlinge Ausnehmungen angebracht werden, wie anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert wird. Insbesondere bei der Herstellung von Nietrohlingen aus Flachbandabschnitten können diese Aussparungen schon vor der Umformung in einen rohrförmigen Nietrohling am Flachbandabschnitt angebracht werden.
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Der Zusammenbau eines Wälzlagers unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs kann in der Weise erfolgen, dass zunächst ineinanderliegende Lagerringe mit den Wälzkörpern gefüllt und diese über den Lagerumfang gleichmäßig verteilt werden, dass sodann die beiden Ringelemente so an das Lager angesetzt werden, dass die Wälzkörper in den zugeordneten Taschen aufgenommen sind, und dass in weiteren Arbeitsschritten gemäß dem oben beschriebenen Verfahren die Ringelemente miteinander vernietet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
- 1 einen Wälzlagerkäfig in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 einen Schnitt durch den Wälzlagerkäfig gemäß 1 im Bereich der Anlageflächen, vor dem Zusammenfügen und Vernieten der Ringelemente,
- 3 eine Ansicht etwa gemäß der 2, nach dem Zusammenfügen und Einsetzen eines Nietes,
- 4 eine Ansicht ähnlich den 2 und 3 nach dem Vernieten,
- 5a - 5c, 6a - 6c, 7a - 7c, 8a - 8c unterschiedliche Ausgestaltungen der Niete, und
- 9 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein Wälzlager mit erfindungsgemäßem Wälzlagerkäfig.
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Der in der 1 dargestellte Wälzlagerkäfig 2 umfasst zwei gleiche, aus Blechumformteilen gebildete Ringelemente 4, 6, welche jeweils mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, durch Anlageflächen 8, 10 voneinander getrennte Wälzkörpertaschen 12, 14 aufweisen, wobei die aneinander anliegenden Anlageflächen 8, 10 der beiden Ringelemente 4, 6 über in diesen ausgebildete Nietbohrungen 16, 18 und Niete vernietet sind. Die zusammengefügten Wälzkörpertaschen 12, 14, hier als Kugeltaschen ausgeführt, nehmen die zugeordneten Kugeln 80 auf.
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2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch zwei Ringelemente 4, 6 mit den zugeordneten Nietbohrungen 16, 18 vor dem Zusammenfügen dieser Ringelemente 4, 6. Ein rohrförmiger Nietrohling 20 mit einem endseitig aufgebördelten Randabschnitt 22 ist bereitgestellt.
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In 3 sind die beiden Ringelemente 4, 6 bereits zusammengefügt und der Nietrohling 20 ist in die zueinander konzentrischen Nietbohrungen 16, 18 der Ringelemente 4, 6 eingeführt, wobei der erste, aufgebördelte Randabschnitt 22 an einer axial äußeren Anlagefläche des ersten Ringelements 4 anliegt.
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In 4 ist auch der andere endseitige Randabschnitt 24 des Nietrohlings 20 aufgebördelt, so dass dieser an der axial äußeren Anlagefläche des zweiten Ringelementes 6 bündig anliegt, wodurch der Nietvorgang abgeschlossen ist.
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5a zeigt einen von einem nicht dargestellten Rohrstrang abgeschnittenen rohrförmigen Nietrohling 26 mit einem rohrförmigen Mittelabschnitt 28, dessen Enden jeweils aufzubördelnde Randabschnitte 30, 32 bilden. In 5b ist der dem Betrachter zugewandte erste Randabschnitt 30 radial aufgebördelt, so dass der so vorbereitete Niet 90 für die Weiterverarbeitung bereitgestellt werden kann. In 5c ist auch der zweite Randabschnitt 32 radial aufgebördelt und zeigt damit den Zustand nach der Vernietung gemäß 4.
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Die 6a bis 6c zeigen einen Nietrohling 34 etwa gemäß der 5a, wobei jedoch die beiden Randabschnitte 36, 38 jeweils Ausnehmungen 40, 42 aufweisen, die einerseits ein radiales Aufbördeln vereinfachen und andererseits Gewicht einsparen.
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7a zeigt einen von einem nicht dargestellten Flachbandstrang abgeschnittenen Flachbandabschnitt 44 mit einem den späteren rohrförmigen Mittelabschnitt bildenden mittleren Bereich 46 und zwei die späteren Randabschnitte bildenden seitlichen Bereiche 48, 50. In 7b ist der Flachbandabschnitt 44 zu einem rohrförmigen Nietrohling 51 umgeformt und der erste seitliche Bereich 48 ist zu einem ersten Randabschnitt 52 aufgebördelt, so dass ein für die Weiterverarbeitung vorbereiteter Niet 90 gebildet ist. In 7c ist auch der zweite seitliche Bereich 50 zu einem zweiten aufgebördelten Randabschnitt 54 umgeformt.
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8a zeigt ebenfalls einen von einem nicht dargestellten Flachbandstrang abgeschnittenen Flachbandabschnitt 56 mit einem den späteren Mittelabschnitt bildenden mittleren Bereich 58 und zwei die späteren Randabschnitte 72, 74 bildenden seitlichen Randbereiche 60, 62. An den beiden lateralen Enden des Flachbandabschnitts 56 sind jeweils zwei endseitige Ausschnitte 64a; 64b und in der Mitte des Flachbandabschnittes 56 sind zwei die Randbereiche 60, 62 erfassenden seitliche Ausschnitte 66a, 66b ausgebildet.
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8b zeigt einen zu einem rohrförmigen Nietrohling geformten Flachbandabschnitt 56, wobei die in 8a beschriebenen endseitigen Ausschnitte 64, 66 axial jeweils Ausnehmungen 68, 70 bilden, die den Ausnehmungen 40, 42 in 6 entsprechen. Weiter ist ein erster Randabschnitt 72 radial aufgebördelt und damit ein vorbereiteter Niet 90 gebildet, während in 8c beide Randabschnitte 72, 74 radial aufgebördelt sind, entsprechend den vorangehenden 5c, 6c und 7c.
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9 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Kugellagers unter Verwendung eines Wälzlagerkäfigs 2 gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem Außenring 76 und einem Innenring 78, zwischen denen Kugeln 80 angeordnet sind. Außerdem sind zwei Ringelemente 82, 84 erkennbar, die in der beschriebenen Weise mit deren die jeweils zugeordneten Anlageflächen 86, 88 aneinander angelegt und mittels der Niete 90 vernietet werden. Die Montage des Lagers kann in der Weise erfolgen, dass nach dem Befüllen des Lagers mit den Kugeln 80 die beiden Ringelemente 82, 84 so aneinander angelegt werden, dass die Kugeln 80 von den zugeordneten Wälzkörpertaschen 12, 14 aufgenommen werden, worauf dann die Ringelemente 82, 84 vernietet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Wälzlagerkäfig
- 4
- Ringelement
- 6
- Ringelement
- 4/6
- Ringelementen-Paar
- 8
- Anlagefläche am Ringelement 4
- 10
- Anlagefläche am Ringelement 6
- 12
- Wälzkörpertasche
- 14
- Wälzkörpertasche
- 16
- Nietbohrung
- 18
- Nietbohrung
- 20
- Nietrohling
- 22
- Randabschnitt
- 24
- Randabschnitt
- 26
- Nietrohling
- 28
- Mittelabschnitt
- 30
- Erster Randabschnitt
- 32
- Zweiter Randabschnitt
- 34
- Nietrohling
- 36
- Erster Randabschnitt
- 38
- Zweiter Randabschnitt
- 40
- Erste Ausnehmung
- 42
- Zweite Ausnehmung
- 44
- Flachbandabschnitt
- 46
- Mittlerer Bereich des Flachbandabschnitts 44
- 48
- Erster seitlicher Bereich des Flachbandabschnitts 44
- 50
- Zweiter seitlicher Bereich des Flachbandabschnitts 44
- 51
- Nietrohling
- 52
- Erster Randabschnitt
- 54
- Zweiter Randabschnitt
- 56
- Flachbandabschnitt
- 58
- Mittlerer Bereich des Flachbandabschnitts 56
- 60
- Erster seitlicher Bereich des Flachbandabschnitts 56
- 62
- Zweiter seitlicher Bereich des Flachbandabschnitts 56
- 64a
- Endseitig erste Ausschnitte
- 64b
- Endseitig zweite Ausschnitte
- 66a
- Längsseitig erster Ausschnitt
- 66b
- Längsseitig zweiter Ausschnitt
- 68
- Erste Ausnehmung
- 70
- Zweite Ausnehmung
- 72
- Erster Randabschnitt
- 74
- Zweiter Randabschnitt
- 76
- Außenring
- 78
- Innenring
- 80
- Kugeln
- 82
- Ringelement
- 84
- Ringelement
- 86
- Anlagefläche
- 88
- Anlagefläche
- 90
- Niete
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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