DE4438657C2 - Käfig für Rollenlager und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Käfigs - Google Patents
Käfig für Rollenlager und Verfahren zur Herstellung eines derartigen KäfigsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
geschlitzten Käfigs für ein Rollenlager sowie einen nach die
sem Verfahren hergestellten Käfig.
Aus DE-AS 12 08 124 ist ein Fensterkäfig für ein Nadellager
bekannt, der eine Anzahl Aufnahmetaschen bzw. Fenster auf
weist, in denen jeweils nadelförmige Wälzkörper aufgenommen
sind. Die einzelnen Aufnahmetaschen sind zu einer Radialebene
des Fensterkäfigs unter einem geringen Winkel geneigt ausge
bildet, wodurch eine Erhöhung der Reibungsleistung des Lagers
und damit eine gewisse Dämpfung der Schwingungen des Käfigs
erreicht wird. Der Käfig ist, soweit aus dieser Druckschrift
hervorgeht, in seinem gesamten Verlauf in Umfangsrichtung
durchgängig und nicht unterbrochen ausgebildet.
Aus DE 35 43 364 A1 ist ein Radial-Wälzlagerkäfig für zylin
drische Wälzkörper bekannt, der eine im Bereich einer Aufnah
metasche des Käfigs ausgebildete Stoßstelle aufweist. Diese
im Bereich der Stoßstelle ausgebildete Aufnahmetasche ist ab
weichend von den übrigen Aufnahmetaschen des Wälzlagerkäfigs
so ausgebildet, daß diese nur einen einzigen Wälzkörper auf
nimmt. In den übrigen Taschen des Wälzlagerkäfigs sind je
weils zwei Wälzkörper aufgenommen.
Aus US-PS 1 446 487 ist ein Verfahren zur Herstellung eines
Fensterkäfigs aus einem flachen Stahlband bekannt. Das flache
Stahlband weist eine Breite auf, die der Umfangslänge der zu
bildenden Fensterkäfige entspricht. Das flache Stahlband wird
quer zur Längsrichtung mit einer entsprechenden Anzahl Auf
nahmetaschen versehen. Der so vorbereitete Stahlstreifen wird
durch einen Trichter-Einzug hindurch zu einem Rohr gewölbt.
Die dabei miteinander in Anlagekontakt tretenden Seiten
randabschnitte des Stahlbandes werden anschließend ver
schweißt. Die derart gebildeten, geschweißten Rohrabschnitte
werden abgetrennt. Die abgetrennten Käfige können ggf. nach
träglich, beispielsweise zu einem kegelstumpfförmigen Wälz
körperkäfig umgeformt werden.
Aus US-PS 2 591 160 ist ein Wälzlagerkäfig sowie ein Verfah
ren zur Herstellung desselben bekannt. Gemäß dieser Druck
schrift wird ein aus einem flachen Stahlband in Stanz-
Biegetechnik gebildeter ringförmiger Käfig im Bereich einer
Stoß-Stelle verschweißt. Die Stoßstelle liegt hierbei im Be
reich einer Aufnahmetasche zur Aufnahme eines Wälzkörpers.
Aus DE-OS 16 25 643 ist ein Verfahren zur Herstellung von ke
gelstumpfförmigen Lagerkäfigen bekannt, gemäß welchem die
jeweiligen Lagerkäfige aus einem flachen Stahlband gebildet
werden, wobei das Stahlband zunächst im Rahmen eines Stanz-
Bearbeitungsvorganges mit entsprechenden Aufnahmetaschen ver
sehen wird und anschließend zu einem Ring gerollt und im Be
reich der hierbei gebildeten Stoßstellen verschweißt wird.
Gemäß Niemann Maschinenelemente, Springer-Verlag 1975, Seite
152, wird vorgeschlagen, durch konstruktive Maßnahmen die
Länge der erforderlichen Schweißnähte möglichst kurz zu hal
ten, da die Schweißkosten fast proportional zur Länge der ge
bildeten Schweißnähte sind. Zur Vermeidung von Schrumpfspan
nungen und Verwerfungen wird gemäß diesem Auszug ferner vor
geschlagen, die entsprechenden Schweißnähte in einer bestimm
ten Reihenfolge zu schweißen, Möglichkeiten zu schaffen und
die Schweißkonstruktion ggf. noch nach dem Schweißen bei
600°C spannungsarm zu glühen.
Weitere Käfige zur Verwendung in Rollen- bzw. Wälzlagern, be
stehend aus Stahlplatten, die zum Ring gebogen und anschlie
ßend verschweißt werden, sind beispielsweise aus US-A-
1,446,487, US-A-2,591,160 sowie DE-OS 1,625,643 bekannt. Fer
ner offenbart die Druckschrift US-A 2,591,160 auch, daß ge
schweißte Käfige einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Ein Rollenlager wird beispielsweise als Vorge
legelager bei einem Fahrzeuggetriebe verwendet. Beim Schalten
der Gänge in dem Getriebe werden die entsprechenden Getriebe
glieder unter Last gedreht, so daß u. U. in dem Rollenlager
die relative Rotationsgeschwindigkeit zwischen den Laufringe
lementen und den Rollen Null wird. In diesem Zustand wird
nämlich die relative Position zwischen den Laufringelementen
und den Rollen beibehalten. Die Laufringelemente und die Rol
len in häufig verwendeten Schaltpositionen aufgrund von Vi
brationen, während sich das Fahrzeug bewegt, zu Reibungsver
schleiß auf ihren Oberflächen.
Eine Möglichkeit, einen solchen Reibungsverschleiß zu verhin
dern, ist, Rollenaufnahmetaschen mit ungleichen Abständen in
dem Käfig zu formen. Durch das Formen der Taschen mit alter
nierend ungleichen Abständen wird verhindert, daß die Rollen
in denselben Positionen anhalten. Dies ermöglicht den Beginn
des Reibungsverschleißes zu verzögern. Da aber der Käfig eine
integrale Struktur aus einem Stück besitzt, wird, wenn die
Antriebswelle und das Gehäuse für eine lange Zeit zusammen im
Gleichtakt rotiert werden, wenn also das Fahrzeug für eine
lange Zeit mit derselben Schaltungsposition gefahren wird,
keine relative Bewegung in dem Lager auftreten, so daß ein
Reibungsverschleiß nicht vollständig vermieden wird.
Weiterhin muß zum Herstellen von Taschen mit ungleichen Ab
ständen der gesamte Käfig ausschließlich durch Schneiden her
gestellt werden. Dies führt zu einer niedrigeren Produktivi
tät und somit zu höheren Herstellungskosten.
Eine weitere Möglichkeit zum Verhindern von Reibungsver
schleiß ist die Verwendung eines geteilten Käfigs, der durch
einen Schnitt hergestellt wird. Durch Teilen des Käfigs kann
er relativ zu den anderen Teilen des Lagers rotieren, so daß
ein Reibungsverschleiß wirkungsvoll verhindert werden kann.
Bei dieser Art von Käfigen gibt es Käfige mit einem Schnitt
und solche mit einem Doppelschnitt. Die ersteren sind übli
cherweise auf solche aus Kunstharz beschränkt. Somit kann ein
solcher Käfig nicht bei zu hohen Temperaturen verwendet wer
den. Wenn ein solcher Käfig mit einem Schnitt aus Metall ge
fertigt wird, gibt es keine solchen Einschränkungen für die
Verwendung. Aber wenn ein ringförmiges Metallelement nach dem
Herstellen der Taschen geschnitten wird, um einen Käfig mit
einem Schnitt zu erhalten, werden Restspannungen in dem Me
tallkäfig freigesetzt, so daß der Schnittbereich dazu neigt,
sich merklich zu öffnen.
Ein Käfig mit einem Doppelschnitt ist ein in getrennte Teile
geschnittener Käfig. Diese beiden getrennten Teile müssen ge
trennt zwischen den inneren und äußeren Laufringelementen
montiert werden. Somit ist die Montage eines solchen Käfigs
in einem Lager sehr schwierig und mühsam.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbes
sertes Verfahren anzugeben, das die sehr genaue und preiswer
te Herstellung eines im Betrieb weitgehend verschleißfreien
Käfigs für ein Rollenlager ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit
den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Alternativ dazu wird diese Aufgabe erfindungsgemäß auch durch
ein Verfahren mit den in Patentanspruch 2 angegebenen Merkmalen
gelöst.
Vorteilhafterweise kann ein nach diesem Verfahren hergestell
ter Käfig für ein Rollenlager an einem Verbindungsbereich der
ringförmigen Stahlplatte des Käfigs eine erhöhte Kerbwirkung
aufweisen.
Des weiteren ist es zur Reduzierung des Reibungsverschleißes
von Vorteil, bei einem nach einem der beiden erfindungsgemä
ßen Verfahren hergestellten Käfig für Rollenlager die Aufnah
metaschen der Rollkörper alternierend mit weiten und engen
Abständen in dem von der Stahlplatte gebildeten Käfig anzu
ordnen.
Die Enden der Stahlplatte sollten so zusammengebracht werden,
daß sie nach dem Biegen der Stahlplatte einander gegenüber
liegende Oberflächen bilden.
Das erste Rollenlager nach der vorliegenden Erfindung umfaßt
innere und äußere Laufringelemente, den oben erwähnten, er
sten Käfig und eine Mehrzahl von Rollen, wobei die Rollen
nach dem Schneiden des Käfigs in dem zeitweilig durch Schwei
ßen verbundenen Bereich in die jeweiligen Taschen eingesetzt
werden und wobei der Käfig mit den Rollen in den jeweiligen
Taschen zwischen den inneren und äußeren Laufringelementen
montiert wird.
Das zweite Rollenlager nach der vorliegenden Erfindung
umfaßt innere und äußere Laufringelemente, den oben erwähn
ten, zweiten Käfig und eine Mehrzahl von Rollen, wobei der
Käfig mit den Rollen in ihren jeweiligen Taschen zwischen den
inneren und äußeren Laufringelementen montiert ist.
Das ringförmige Element des ersten Käfigs besitzt einen
durchgeschnittenen Bereich, der anschließend verbunden wird.
In diesem Zustand wird das Ringelement einer Wärmbehandlung
unterworfen, um jegliche Restspannung zu beseitigen, die zum
Beispiel beim Formen der Taschen erzeugt wird. Nach der Be
seitigung von Spannungen wird der verbundene Bereich durchge
schnitten. Somit ist es möglich, zu verhindern, daß sich der
Schnittbereich während des Zurückfederns weit öffnet.
Diese Anordnung ermöglicht es, einen Käfig des
gespaltenen Typs aus Metall zu formen, ohne die Genauigkeit
seiner äußeren Dimensionen zu verringern. Durch Montage eines
solchen Käfigs in einem Rollenlager ist es möglich, Reibungs
verschleiß und anomalen Lärm während des Betriebs zu verhin
dern.
Auf der anderen Seite kann durch Einstellen der Bruch
stabilität im Verbindungsbereich des ringförmigen Elements
wie bei dem oben erwähnten, zweiten Käfig der Käfig einer
Wärmebehandlung unterworfen werden, während die kontinuierli
che, ringförmige Form beibehalten wird. Somit ist es möglich,
Restspannungen ohne die Möglichkeit des Öffnens des Schnitt
bereichs oder einer schädlichen Verformung des Käfigs zu be
seitigen. Wenn das Rollenlager nach der Montage des Käfigs
rotiert wird, werden von den Komponententeilen des Lagers
Spannungen angelegt, wodurch der geschweißte Bereich des
Ringelements gebrochen wird. Der Käfig bildet nun einen Käfig
des gespaltenen Typs in dem Lager. Somit kann wirkungsvoll
Reibungsverschleiß verhindert werden.
In dem Herstellungsverfahren eines Käfigs nach der vor
liegenden Erfindung werden Taschen in eine gerade Stahlplatte
geformt. Somit können diese Taschen auf eine einfache und
leichte Weise durch Stanzen geformt werden. In der Tat ist es
bei diesem Verfahren sehr leicht, Taschen in alternierend ungleichmäßigen
Abständen zu formen. Nach dem Formen der Stahlplatte in einen
ringförmigen Käfig, kann sie sehr leicht in ein Rollenlager
montiert werden.
Auf der anderen Seite besitzt das erste Rollenlager
einen Käfig, der zuvor entzwei ge
schnitten wurde. Das zweite Rollenlager besitzt einen Käfig,
der geeignet ist, während der Rotation des Lagers entzwei ge
schnitten zu werden. Beide Lager sind frei von Reibungsver
schleiß und anomalem Lärm während des Betriebs. Ihre Verwen
dungsmöglichkeiten sind in keiner Weise beschränkt.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein vertikaler, vorderer Querschnitt eines
Rollenlagers nach einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein vertikaler, seitlicher Querschnitt eines
Rollenlagers nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines vorübergehend
geschweißten Rings;
Fig. 4 ist ein vertikaler, seitlicher Querschnitt eines
Käfigs nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V der
Fig. 4;
Fig. 6 ist ein vertikaler, vorderer Querschnitt eines
Rollenlagers mit einem darin montierten Käfig;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie
Taschen in einer Stahlplatte geformt sind;
Fig. 8A ist ein Querschnitt, der zeigt, wie Rollenstopp
klauen in den Taschen geformt sind;
Fig. 8B ist ein Querschnitt solcher Rollenstoppklauen;
Fig. 9 ist eine Vorderansicht eines noch nicht ge
schweißten Ringelements;
Fig. 10A ist eine Vorderansicht der an ihren Enden ver
bundenen Stahlplatte;
Fig. 10B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht davon; und
Fig. 11 ist eine Vorderansicht der an ihren Enden ver
bundenen Stahlplatte.
Fig. 1 zeigt ein Rollenlager nach dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel. Fig. 2 zeigt einen in dem Rollenlager montier
ten Käfig.
Dieses Rollenlager umfaßt einen inneren Ring 1, einen
äußeren Ring 2, der um den inneren Ring 1 montiert ist, einen
ringförmigen Käfig 3, der zwischen den inneren und äußeren
Ringen montiert und mit einer Mehrzahl von Taschen 4 ver
sehen ist, und in den Taschen montierte Rollen 5.
Der Käfig 3 ist mit einem einzigen Schnitt 6 geformt,
der sich über seine Breite erstreckt.
Das Rollenlager dieses Ausführungsbeispiels ist im Auf
bau im wesentlichen dasselbe wie ein herkömmliches Rollen
lager mit einem Käfig aus Kunstharz, der mit einem einzigen
Schnitt geformt ist, außer daß der Käfig 3 dieses Ausfüh
rungsbeispiels aus Metall besteht, das geformt wird, indem
ein Ring mit einem einzigen Schnitt einer Wärmebehandlung un
terzogen wird.
Der Käfig 3 dieses Ausführungsbeispiels wird durch Stan
zen von Taschen 4 in eine Stahlplatte, durch Rollen der ge
stanzten Stahlplatte in ein zylindrisches Element mit einem
Schnitt 6, wie in Fig. 3 gezeigt, und durch vorläufiges bzw. vorübergehendes Ver
binden des Schnitts 6 durch Schweißen in Bereichen 8 herge
stellt.
In dem vorläufig verbundenen Zustand wird der Käfig 3
für eine thermische Veredelung erwärmt, um jegliche Restspan
nungen, die in dem gespaltenen Ring beim Formen der Taschen
und beim Biegen der Stahlplatte erzeugt werden können, zu be
seitigen. Die Wärmebehandlungsbedingungen sind nicht einge
schränkt, vorausgesetzt daß die Restspannungen beseitigt wer
den. Eine Nitrierbehandlung wird besonders bevorzugt,
da sie nicht nur die Restspannungen beseitigen kann, sondern
auch die Ermüdungsfestigkeit und Abnutzungsfestigkeit des Kä
figs verbessert.
Rollen 5 werden in die Taschen des derart wärmebehandel
ten, gespaltenen Rings eingesetzt, während der aufgeschnit
tene Bereich 6 vorübergehend verbunden ist. Vor der Montage die
ses Käfigs in das Lager, werden die vorläufig verschweißten
Bereiche 8 durchschnitten, um einen gespaltenen Käfig zu er
halten.
Da die Rollen 5 in den Käfig eingesetzt werden können,
während der durchschnittene Bereich 6 vorläufig verbunden
ist, kann das Zusammensetzen einfach und wirkungsvoll durch
geführt werden. Aber die Rollen 5 können auch in den Käfig 3
eingesetzt werden, wenn die vorläufig verschweißten Bereiche
8 aufgeschnitten sind.
Die vorläufig verbundenen Bereiche 8 des Käfigs 3 kön
nen einfach durch Einsetzen eines zulaufenden Körners in den
Käfig 3 oder durch Verwenden eines Schneidwerkzeugs aufge
schnitten werden.
Wie oben erwähnt, wird der Käfig 3 dieses Ausführungs
beispiels einer Wärmebehandlung unterworfen, während der auf
geschnittene Bereich vorläufig verbunden ist. Nach dem Be
seitigen von Spannungen durch die Wärmebehandlung werden die
vorübergehend verbundenen Bereiche aufgeschnitten. Somit wird
sich der Schnitt 6 niemals aufgrund von Rückfederung öffnen.
Dies ermöglicht es, den Käfig mit hoher Dimensionsgenauigkeit
zu formen. Auch kann der Käfig auf dieselbe Weise wie bei der
Herstellung eines geschweißten Käfigs hergestellt werden. Der
herkömmliche Schritt der Korrektur der äußeren Dimensionen
ist nicht mehr notwendig. Dies verbessert die Arbeits
effizienz und senkt die Herstellungskosten für den Käfig.
Der einfach geschnittene Käfig 3 wird nach dem Einsetzen
der Rollen 5 in demselben zwischen dem inneren Ring 1 und dem
äußeren Ring 2 montiert. Da eine radiale Lücke zwischen dem
Käfig 3 und dem Laufringelement auf der Antriebsseite geformt
wird, neigt die Rotation des Käfigs zu einer Verzögerung ge
genüber dem Laufringelement. Diese relative Rotation dient
zur Reduktion von Reibungsverschleiß auf den Oberflächen der
Rollen 5 und der inneren und äußeren Ringe 1 und 2. Weiterhin
kann dieser Käfig, da er aus Metall besteht, unter Hochtem
peraturbedingungen verwendet werden.
Die Fig. 4 bis 9 zeigen das zweite Ausführungsbei
spiel.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, besitzt der Käfig 11
dieses Ausführungsbeispiels einen ringförmigen Käfigkörper
12, der mit einer großen Anzahl von Rollenaufnahmetaschen 13
mit ungleichen bzw. alternierend weiten und engen Abständen auf dem Umfang geformt ist.
Der Käfigkörper 12 ist in einem Bereich 14 seines Um
fangs durchschnitten. Der durchschnittene Bereich 14 ist ge
schweißt (in Bereichen 15), um einen ununterbrochenen Ring zu
bilden.
Die Rollenaufnahmetaschen 13 können so geformt sein, daß
die Taschen in jeder einer Mehrzahl von gleichmäßig
segmentierten Flächen des Käfigkörpers 12 in ungleichmäßigen bzw. alternierend weiten und engen
Abständen mit demselben Muster angeordnet sind wie die Ta
schen in anderen Segmenten. Andererseits können die Taschen
in dem gesamten Käfigkörper mit ungleichmäßigen Abständen
ohne Unterteilung in Segmente angeordnet sein.
Fig. 6 zeigt den Zustand, in dem der Käfig 11, der die
Rollen 16 in den Taschen 13 aufgenommen hat, in einem
Rollenlager montiert ist. In dieser Figur gibt das Bezugszei
chen 17 eine Antriebswelle und das Bezugszeichen 18 einen äu
ßeren Ring an.
Es werden nun die Schritte zur Herstellung des Käfigkör
pers 12 beschrieben.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein Streifen einer Stahl
platte 21 auf einem Stempel 22 angeordnet, und viele longi
tudinal angeordnete Taschen 13 werden in ungleichmäßigen Ab
ständen durch einen Stanzer 23 in der Stahlplatte 21 geformt.
Dann werden, wie in Fig. 8 gezeigt, Klauen-formende
Stanzer 24 von der Oberseite und der Unterseite der Stahl
platte 21 angetrieben, um auf beiden Seiten der Taschen 13
Rollenstoppklauen 25 zu formen, um zu verhindern, daß die
Rollen 16 aus den Taschen fallen.
Nach dem Bilden der Taschen 13 und der Rollenstoppklauen
25 wird die Stahlplatte 21 entlang ihres Umfangs gebogen oder
gerollt, wie in Fig. 9 gezeigt, bis ihre Enden 21a und 21b
aneinanderstoßen, um ein ringförmiges Element 26 zu bilden.
Dann werden die Enden 21a und 21b des Elements 26 durch
Schweißen miteinander verbunden.
In diesem Fall werden die Enden nur vorläufig bzw. vorübergehend miteinan
der verschweißt. Insbesondere soll die Bruchfestigkeit des
vorläufig verschweißten Bereichs größer sein als die ther
mische Spannung, die beim Durchführen einer Wärmebehandlung,
die später beschrieben wird, auf das Element 26 wirkt, und
geringer sein als die von der Antriebswelle 17, dem äußeren Ring
18 und den Rollen 16 des Lagers (Fig. 6) auf den Käfig wir
kende Spannung, wenn sie relativ zu einander rotieren.
Wenn die Stahlplatte 21 vor dem Verschweißen ihrer Enden
einfach gebogen wird, werden ihre gegenüberliegenden Enden
eine V-Form bilden, wie in Fig. 10 gezeigt, da die inneren
und äußeren Umfänge der Stahlplatte 21 von derselben Länge
sind. Wenn die Enden der Stahlplatte 21 in diesem Zustand
verschweißt werden, wird die Spitze des V's, an der die Enden der
Stahlplatte miteinander in Linienkontakt sind, als erstes
verschweißt. Da die Kontaktfläche eines solchen Linienkon
taktbereichs ungleichmäßig ist, neigt auch die Verschweißung
dazu, ungleichmäßig zu sein. Dies macht es schwierig, die
Bruchfestigkeit in dem geschweißten Bereich in dem oben be
schriebenen Bereich einzustellen. Da auch die Enden der
Stahlplatte 21 ungleichmäßig miteinander in Verbindung sind,
kann das Material der Stahlplatte durch das Schweißen schmel
zen und in die Innenseite der ringförmigen Stahlplatte flie
ßen und somit einen Schweißgrat bilden.
Im Gegensatz dazu werden in den in den Fig. 9 und 11
gezeigten Anordnungen die Enden 21a und 21b der Stahlplatte
in einen gegenseitigen Oberflächen-Kontakt gebracht, wenn
die Stahlplatte gebogen wird, indem beide Enden 21a und 21b
einer Oberflächenbehandlung (Fig. 9) unterworfen werden oder
die Stahlplatte 21 selbst zuvor verformt wird (Fig. 11). Da
die Enden 21a und 21b in einem gegenseitigen Ober
flächen-Kontakt zueinander stehen, ist die Kontaktfläche sta
bil, so daß die Enden 21a und 21b stabil miteinander
verschweißt werden können. Dies ermöglicht es, die Schweiß
festigkeit mit hoher Genauigkeit in dem oben erwähnten Be
reich einzustellen.
Nach dem Verschweißen der Enden des ringförmigen Ele
ments 26, wird dieses auf einen Temperaturwert für eine
thermische Veredelung erhitzt, um jegliche Restspannung, die
beim Bilden der Taschen und dem Biegen der Stahlplatte in dem
Element erzeugt werden, zu beseitigen.
Rollen 16 werden in die jeweiligen Taschen 13 des so ge
formten, kontinuierlichen, ringförmigen Käfigs 11 eingesetzt.
Der Käfig 11 wird dann in ein Rollenlager montiert.
Da der Käfig 11 eine kontinuierliche Ringform besitzt,
wirkt er praktisch wie ein Käfig mit in alternierend ungleichmäßigen Ab
ständen angeordneten Taschen. Daher dienen die Taschen 13 zur
Minimierung von Reibungsverschleiß in der Anfangsphase des
Betriebs des Lagers, so daß die Lebensdauer des Lagers ver
längert wird.
Wenn das Lager in den normalen Betriebszustand übergeht,
wird der verschweißte Bereich 15 an den Enden der Stahlplatte
21 durch die von der Antriebswelle 17 oder dem äußeren Ring
18 und den Rollen 16, die relativ zueinander rotieren, auf
den Käfig 11 wirkende Spannung gebrochen. Der Käfig 11 wirkt
dann wie ein Käfig mit einfachem Einschnitt, der an einer
Linie getrennt ist. In diesem Zustand werden die Rollen und
die Antriebswelle 17 oder der äußere Ring 18 von dem
gespaltenen Käfig geführt relativ zueinander rotieren. Rei
bungsverschleiß und anomaler Lärm werden somit wirkungsvoller
unterdrückt, so daß die Lebensdauer des Lagers noch weiter
verlängert wird.
Da der Käfig 11 dieses Ausführungsbeispiels aus einer
Metallplatte besteht, hat er einen viel höheren Wärmewider
stand als ein Käfig aus Kunstharz. Seine Verwendung ist daher
weniger stark durch Umgebungsparameter, wie etwa die Tempera
tur, eingeschränkt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Schweißfe
stigkeit in dem verschweißten Bereich 15 des Käfigs 11 auf
einen solchen Wert eingestellt, daß der verschweißte Bereich
während des Betriebs des Lagers aufgebrochen wird. Aber diese
Schweißfestigkeit kann viel höher eingestellt werden, so daß
die Verschweißung während des Betriebs des Lagers nicht auf
gebrochen wird. Selbst bei dieser Anordnung dienen die Ta
schen, die in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind, dazu,
Reibungsverschleiß zu unterdrücken. Somit ist es möglich, die
Lebensdauer des Lagers ausreichend zu unterdrücken.
Die das Lager der Ausführungsformen bildende Antriebs
welle 17 kann durch einen inneren Ring ersetzt werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines geschlitzten Käfigs (3) für ein Rollenlager,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Formen einer Mehrzahl von Aufnahmetaschen (4), die in axialer Richtung angeordnet
sind, in einer Stahlplatte, Biegen der Stahlplatte in eine Ringform, Verschweißen der
aneinanderliegenden Enden der gebogenen Stahlplatte mit einer Hilfsnaht, um einen
ringförmigen Käfig (3) zu erzeugen, Wärmebehandeln des geschlossenen ringförmi
gen Käfigs, um die nach dem Verbinden des Käfigs vorhandenen Spannungen zu
beseitigen, Trennen der durch Schweißen verbundenen Enden der Stahlplatte.
2. Verfahren zur Herstellung eines Käfigs (11) mit einer Sollbruchstelle für ein Rol
lenlager, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Formen einer Mehrzahl von Aufnahmetaschen (13), die in axialer Richtung angeordnet
sind, in einer Stahlplatte, Biegen der Stahlplatte in eine Ringform, Verschweißen der an
einanderliegenden Enden der solcherart gebogenen Stahlplatte (21), um einen ringför
migen Käfig (11) zu erzeugen, Vorsehen einer Sollbruchstelle im Bereich der Ver
schweißung derart, daß diese Sollbruchstelle nicht während der anschließenden Wär
mebehandlung des Käfigs zur Beseitigung der nach dem Verbinden des Käfigs vorhan
denen Spannungen, sondern gezielt während seines Betriebes bricht.
3. Verfahren zur Herstellung eines Käfigs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß Rollenkörper (5) nach dem Auftrennen der Hilfsnaht des Käfigs (3) in die Auf
nahmetaschen (4) eingesetzt werden und daß der Käfig mit den Rollen in den jeweiligen
Aufnahmetaschen zwischen einem inneren und einem äußeren Laufringelement (17, 18)
montiert wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines Käfigs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wärmebehandlung des Käfigs (3, 11) aus einer Nitrierbehand
lung besteht.
5. Verfahren zur Herstellung eines Käfigs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die zu verschweißenden Enden (21a, b) mit planen Flächen versatzfrei anein
anderliegen.
6. Käfig für ein Rollenlager mit Aufnahmetaschen für Rollen, hergestellt nach dem
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stahlplat
te (21) des Käfigs nach dessen Wärmebehandlung einen Verbindungsbereich (14) mit
erhöhter Kerbwirkung aufweist.
7. Käfig für ein Rollenlager mit Aufnahmetaschen für Rollen, hergestellt nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmetaschen (4, 13) der
Rollen (5, 16) alternierend mit weiten und engen Abständen in dem von einer Stahlplatte
(21) gebildeten Käfig (3, 11) angeordnet sind.
8. Käfig nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ober- und
Unterseite der Stahlplatte (21) und zu beiden Seiten jeder Aufnahmetasche (4, 13) Rück
halteklauen (25) ausgebildet sind.
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