DE3621770A1 - Verfahren zum herstellen eines mit waelzkoerpern komplettierten kaefigs und zugehoeriger kaefig - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit Wälzkörpern komplettierten Käfigs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen gemäß diesem Verfahren hergestellten Käfig.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen eines mit Wälzkörpern komplettierten Käfigs der angegebenen Art werden die Haltezungen der Taschen des Käfigs beim Einsetzen der Wälzkörper in die zugehörige Tasche plastisch verformt, so daß an den freien Enden der Haltezungen Haltenasen gebildet werden, welche die Wälzkörper in der Tasche unverlierbar festhalten (DE-GM 17 99 531). Die Formgenauigkeit dieser mit Hilfe der Wälzkörper angeformten Haltenase der Haltezungen läßt aber zu wünschen übrig. Auch wird der Werkstoff der Haltezungen beim Einsetzen der Wälzkörper leicht überbeansprucht, so daß schädliche Anrisse an den Rändern der Haltezunge entstehen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines mit Wälzkörpern komplettierten Käfigs der genannten Gattung zu schaffen, mit dem Wälzkörper in die Taschen des Käfigs relativ einfach eingesetzt werden können. Außerdem soll die Gefahr der örtlichen Überbeanspruchung der Haltezungen beim Einstellen der Haltenasen abgewendet sein.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dem Verfahren der Erfindung wird erreicht, daß die Haltenasen der Haltezungen bereits vor ihrer Einstellung hergestellt werden, so daß jeweils zwei Haltenasen jeder Haltezunge ihre fertige Form und ihre vorgeschriebene gegenseitige Stellung zueinander aufweisen. Ohne Behinderung durch die Haltenasen können die Wälzkörper anschließend in die zugehörige Tasche des Käfigs eingesetzt werden. Das Einstellen der Haltenasen erfolgt lediglich durch Biegen des Käfigs und gleichzeitiges Drehen der beiden Haltenasen jeder Haltezunge. Dabei wird der Werkstoff des Käfigs entlang der Biegeachse gleichmäßig plastisch verformt.

Mit dem Verfahren können mit Wälzkörpern komplettierte Käfige hergestellt werden, deren Haltenasen den betreffenden Wälzkörper relativ weit umgreifen, so daß jeder Wälzkörper im ausgebauten Käfig mit großer Sicherheit festgehalten ist.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Maßnahme nach Anspruch 2 bewirkt, daß das Biegen des Käfigs an einer längs der Biegeachse verlaufenden Querschnittsschwächung des Käfigs erfolgt, so daß der Werkstoff ausschließlich an dieser Querschnittsschwächung plastisch verformt wird. Das Biegen des Käfigs kann dementsprechend mit relativ kleinen Biegekräften vorgenommen werden.

Mit der Maßnahme nach Anspruch 3 ist der Vorteil gegeben, daß der Käfig ausgehend von einem Bandwerkstoff, z. B. Aluminiumband, wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Anspruch 4 weist auf eine Maßnahme hin, mit der ein Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eingespart wird, denn gleichzeitig mit dem Eindrücken der Wälzkörper in die zugehörige Tasche des Käfigs erfolgt die Biegung des Käfigs und die entsprechende Einstellung der Haltenasen der Haltezungen.

Die weiteren Ansprüche 5 bis 8 weisen auf vorteilhafte Ausgestaltungen eines gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Käfigs hin.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines mit Wälzkörpern komplettierten Käfigs sowie zwei mit diesem Verfahren hergestellte Käfige werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise Draufsicht auf einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, mit Wälzkörpern komplettierten Käfig,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3A, 3B und 3C die perspektivischen Teilansichten des in Fig. 1 und 2 dargestellten Käfigs in seinen verschiedenen Herstellungsstufen,

Fig. 4A und 4B eine schematische Schnittdarstellung des in Fig. 1 und 2 dargestellten Käfigs in einem Preßwerkzeug,

Fig. 5A und 5B eine Schnittdarstellung eines abgeänderten Käfigs vor bzw. nach dem Biegen des Käfigs durch Anpreßdruck der Wälzkörper beim Einsetzen der Wälzkörper in die zugehörige Käfigtasche und

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht des in Fig. 5A und 5B dargestellten Käfigs, jedoch ohne Wälzkörper.

Mit 1 ist in Fig. 1 und 2 ein Käfig für ein Längsbewegungen ausführendes Kreuzrollenlager bezeichnet. Dieser Käfig 1 ist ausgehend von einem Profilband aus plastisch verformbarem Aluminium - siehe Fig. 3A - hergestellt.

Der Käfig 1 hat in Rollrichtung 2 hintereinander angeordnete Taschen 3 und zwischen den benachbarten Taschen 3 angeordnete Stege 4. Die Stege 4 verlaufen quer zur Rollrichtung 2 und sind an ihren beiden Enden mit jeweils einem Seitenabschnitt 5 des Käfigs 1 einstückig verbunden.

Die Taschen 3, welche zwei in Rollrichtung 2 verlaufende, einander gegenüberliegende Ränder 6 besitzen, sind durch Formstempel (nicht gezeigt) in das Profilband eingestanzt, so daß diese eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen. Jeder Rand 6 trägt eine mit ihrem freien Ende in die Tasche 3 hineinragende Haltezunge 7, welche an ihrem festen Ende 8 mit dem zugehörigen Rand 6 einstückig verbunden ist.

An ihrem freien Ende hat jede Haltezunge 7 zwei Haltenasen 9. In jeder Tasche 3 ist ein Wälzkörper 10 eingebaut, der im vorliegenden Fall als eine um seine geneigt zur Käfigebene verlaufende Achse rotierende Rolle mit einer zylindrischen Rollfläche 11 und zwei einander gegenüberliegenden, ebenen Stirnflächen 12 ausgebildet ist. Die Achsen, der in Rollrichtung 2 hintereinander angeordneten Wälzkörper 10 sind gegenseitig in einem Winkel von 90° zueinander verlaufend angeordnet.

Die beiden Haltenasen 9 jeder Haltezunge 7 des Käfigs 1 umfassen den gegenüberliegenden Übergang der Rollfläche 11 zur anschließenden Stirnfläche 12 von außen bzw. von innen, so daß der Wälzkörper 10 weder nach außen noch nach innen aus seiner Tasche 3 herausfallen kann.

Im Betrieb rollen die Wälzkörper 10 des Käfigs in Längsrichtung zwischen einer äußeren Laufbahn in einer äußeren Profilschiene 13 und einer inneren Laufbahn einer inneren Profilschiene 14 (siehe strichpunktierte Darstellung in Fig. 2).

Bei der Herstellung des Käfigs 1 werden zunächst die Taschen 3 in das Profilband eingestanzt und geformt (siehe Fig. 3B). Dabei entstehen Taschen 3 mit jeweils zwei einander gegenüberliegenden Haltezungen 7. Jede Haltezunge 7 hat zwei Haltenasen 9, die in einer gedrehten Stellung derart fertig angeformt sind, daß die eine der beiden Haltenasen 9 in die Tasche 3 hineinragt und die andere Haltenase 9 im rechten Winkel dazu nach außen, also in Stanzrichtung verläuft. Anschließend werden die Wälzkörper 10 in die einzelnen Taschen 3 des Käfigs 1 eingesetzt und dort durch geeignete Werkzeuge (nicht gezeigt) in ihrer vorgeschriebenen Stellung festgehalten (Fig. 4A). Nun erfolgt das Einstellen der Haltenasen 9 jeder Haltezunge durch plastische Verformung des Käfigs 1.

Dabei wird das Profilband zunächst auf einer senkrecht zur Stanzrichtung verlaufenden Stützebene 15 lediglich an der Stelle der Stege 4 abgestützt (Fig. 4A). Ein Festhaltestempel 16 drückt jeden Steg 4 von oben nach unten gegen die Stützebene 15 und hält diesen auf der Stützebene 15 fest. Die beiden Seitenabschnitte 5 des Käfigs 1 verlaufen in einem Winkel von etwa 45° relativ zur Stützebene 15 schräg nach außen, so daß diese eine nach oben sich öffnende, in Rollrichtung 2 verlaufende Rinne bilden.

Schließlich werden die beiden Seitenabschnitte 5 des Käfigs 1 durch jeweils einen in Stanzrichtung (siehe Pfeil X in Fig. 4B) von oben nach unten gegen den betreffenden Seitenabschnitt drückenden Biegestempel 17 angefaßt und um eine entlang dem Rand 6 der Tasche 3 verlaufende Biegeachse 18 um etwa 45° gebogen (siehe Fig. 4B sowie Fig. 3A, 3B und 3C).

Die Biegeachse 18 ist in der Nähe des festen Endes 8 der Haltezungen 7 des zugehörigen Randes 6 angeordnet und verläuft in Rollrichtung 2 durch die Verbindungsstelle der Enden der Stege 4 mit dem zugehörigen Rand 6. Beim Biegen wird also der Käfig 1 lediglich an den Verbindungsstellen der Enden der Stege 4 verformt. Und die Haltenasen 9 werden in die zugehörige Tasche 3 hineingedreht, so daß jeder Wälzkörper 10 von den Haltenasen 9 von außen und von innen etwas umfaßt wird.

Im vorliegenden Fall hat das Profilband eine in Rollrichtung 2 verlaufende Querschnittsschwächung, die auf beiden Seiten des Profilbandes entlang der Biegeachse 18 verläuft und die beim Herstellen des Profilbandes im Stranggießverfahren als Nut 19 mit konstantem V-förmigem Querschnitt auf der in der Zeichnung oberen Bandfläche 20 spanlos eingearbeitet ist. (Fig. 3A).

Das plastische Biegen des Käfigs 1 erfolgt an den Enden der Stege 4 genau unter dem Grund der Nut 19.

Die Seitenabschnitte 5 und die Stege 4 des mit dem Wälzkörper 10 komplettierten Käfigs 1 sind nach dem Biegen ebenflächig und parallel zueinander verlaufend angeordnet, so daß der fertige Käfig 1 eine kleine Bauhöhe aufweist.

In den Fig. 5A, 5B und 6 ist ein abgeänderter Käfig 21 eines Kreuzrollenlagers dargestellt, der ausgehend von einem Stahlblech als plastisch verformbarer Bandwerkstoff mit zwei parallelen Bandflächen 22, 23 hergestellt ist.

Beim Herstellen des Käfigs 21 werden zunächst die Taschen 3 in den Bandwerkstoff eingestanzt, welche an ihren beiden seitlichen Rändern 6 je eine mit ihrem freien Ende in die Tasche 3 hineinragende Haltezunge 7 aufweisen. Durch geeignete Preßwerkzeuge (nicht gezeigt) werden dann an jeder Haltezunge 7 zwei Haltenasen 9 fertig angeformt. Die eine der beiden Haltenasen 9 ragt in die Tasche 3 hinein und die andere Haltenase 9 in einem rechten Winkel dazu aus dieser Tasche 3 heraus (Fig. 5A). Beim Anformen der Haltenasen 9 ist eine entlang den zugehörigen Rand 6 der Tasche 3 verlaufende Nut 24 in die Bandfläche 23 eingearbeitet, welche sich über die gesamte Breite der zugehörigen Haltezunge entlang der Biegeachse 18 erstreckt und eine entlang der Biegeachse 18 verlaufende Querschnittsschwächung darstellt.

Beim Einsetzen jedes Wälzkörpers 10 in die zugehörige Tasche 3 wird dieser in Richtung des Pfeiles Y gegen die beiden in die Tasche 3 hineinragenden Haltenasen 9 gedrückt. Dabei werden die beiden Haltezungen 7 entlang der Biegeachse 18 um etwa 45° plastisch gebogen. Nach dem Einsetzen der Wälzkörper 10 werden diese durch die beiden Haltenasen 9 einander gegenüberliegenden Haltezungen 7 von außen und von innen etwas umfaßt.

Die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten, oben beschriebenen Käfige können konstruktiv abgeändert werden. Insbesondere können diese Käfige, wenn diese in Rollrichtung ring- oder ringabschnittsförmig ausgebildet sind, auch für Drehbewegungen ausführende Wälzlager Anwendung finden.

Außerdem kann jeder der beiden Ränder der Taschen auch mehr als eine Haltezunge tragen, wobei dann jeweils zwei einander gegenüberstehende Haltezungen mit ihren Haltenasen einen Wälzkörper im Käfig festhalten.

Die beiden gegenüberliegenden Haltezungen jeder Tasche können bei geeigneter Formgebung und Lage der Wälzkörper im Käfig auch in Rollrichtung einander gegenüberstehend angeordnet sein. Die Wälzkörper werden dann durch die Haltenasen der beiden Haltezungen lediglich an ihrer Rollfäche von außen und von innen etwas umfaßt und im Käfig festgehalten.

Die Wälzkörper brauchen nicht als Zylinderrollen mit ebenen Seitenflächen ausgebildet zu sein. Vielmehr können diese bei entsprechender Formgebung der Taschen und der Haltenasen des Käfigs auch eine kugelige oder kegelige Rollfläche und/oder Seitenfläche aufweisen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines mit Wälzkörpern komplettierten Käfigs aus plastisch verformbarem Werkstoff, bei dem Taschen, welche Ränder mit zwei einander gegenüberliegenden, jeweils mindestens eine mit ihrem freien Ende mit dem Rand einstückig verbundene Haltezungen aufweisen, eingestanzt werden, mindestens ein Wälzkörper von außen nach innen in jede Tasche eingesetzt wird und der Käfig plastisch verformt wird, so daß am freien Ende jeder Haltezunge zwei, den bzw. die Wälzkörper von außen und von innen etwas umfassende Haltenasen eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einsetzen der Wälzkörper die beiden Haltenasen jeder Haltezunge in einer zur endgültigen Lage gedrehten Stellung derart fertig angeformt werden, daß die eine der beiden Haltenasen in die Tasche hineinragt und die andere Haltenase ungefähr im rechten Winkel dazu aus der Tasche herausragt und daß die Einstellung der Haltenasen jeder Haltezunge lediglich durch plastisches Biegen des Käfigs und entsprechendes Drehen der Haltezunge um eine entlang dem Rand der Tasche verlaufende, in der Nähe ihres festen Endes angeordnete Biegeachse um etwa 45 Grad erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Taschen des Käfigs in einen, zwei parallele Bandflächen aufweisenden Bandwerkstoff eingestanzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Biegen des Käfigs eine entlang der Biegeachse verlaufende Querschnittsschwächung in den Käfig eingearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung durch Einarbeiten einer Nut mit konstantem Nutquerschnitt in eine der beiden Bandflächen oder gegenseitig in beide Bandflächen des Bandwerkstoffes hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung über die gesamte Breite jeder Haltezunge verlaufend in die Haltezunge eingearbeitet wird und daß beim Einsetzen des bzw. der Wälzkörper in die zugehörige Tasche des Käfigs diese mit Anpreßdruck gegen jeweils eine in die Tasche hineinragende Haltenase zweier in der Tasche einander gegenüberliegender Haltezungen gedrückt werden, so daß die plastische Biegung des Käfigs lediglich entlang der Querschnittsschwächung dieser beiden Haltezungen erfolgt.

5. Nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellter Käfig aus plastisch verformbarem Werkstoff, welcher in Rollrichtung hintereinander angeordnete Taschen und zwischen den benachbarten Taschen angeordnete, quer zur Rollrichtung verlaufende, an ihren beiden Enden mit jeweils einem Seitenabschnitt des Käfigs einstückig verbundene Stege aufweist, wobei jede Tasche zwei einander gegenüberliegende Ränder mit mindestens einer mit ihrem freien Ende in die Tasche hineinragende und mit ihrem festen Ende mit dem Rand einstückig verbundene Haltezunge aufweist, welche an ihrem freien Ende den bzw. die Wälzkörper von außen und von innen etwas umfassende Haltenasen besitzt, und wobei jede Haltezunge mit ihren beiden fertig angeformten Haltenasen zum Umfassen der Wälzkörper um eine entlang dem zugehörigen Rand der Tasche verlaufende, in der Nähe ihres festen Endes angeordnete Biegeachse um etwa 45 Grad umgebogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltezunge (7) der zwei einander gegenüberliegenden Ränder (6) der zugehörigen Tasche (3) quer zur Rollrichtung (2) in die Tasche (3) hineinragen und daß die Biegeachse (18) in Rollrichtung (2) verlaufend angeordnet ist.

6. Käfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenabschnitte (5) des Käfigs (3) an den beiden Ender der Stege (4) um jeweils eine durch die Verbindungsstelle dieser Enden mit dem zugehörigen Seitenabschnitt (5) gehende Biegeachse (18) gebogen sind.

7. Käfig nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenabschnitte (5) und Stege (4) des Käfigs (1, 21) ebenflächig und parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

8. Käfig nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, bei dem die Wälzkörper als um ihre Achse rotierende, eine Rollfläche und zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen aufweisende Rollen ausgebildet sind und die Achsen der Rollen gegenseitig gekreuzt zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenasen (9) der beiden quer zur Rollrichtung (2) in die zugehörige Tasche (3) des Käfigs (1, 21) hineinragenden Haltezungen (7) die Rolle(n) (10) am Übergang ihrer Rollfläche (11) zur anschließenden Stirnfläche (12) von außen und innen etwas umfassend angeordnet sind.