DE10011651A1 - Aus einem Band hergestelltes Formteil - Google Patents

Aus einem Band hergestelltes Formteil

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Abstract

Ein aus einem Band hergestelltes Formteil, dessen in Umfangsrichtung sich einander berührende Enden fest miteinander verbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass an einem Ende des Bandes (1) eine Ausnehmung (6) und am anderen Ende ein ein Übermaß aufweisender Vorsprung (7) angeordnet sind, die nach dem Rundbiegen des Bandes (1) in axialer oder radialer Richtung ineinandergefügt sind, so dass durch plastische Verformung ein unlösbarer Preßverband gebildet ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein aus einem Band hergestelltes Formteil, dessen in Umfangsrichtung sich berührende Enden unlösbar miteinander verbunden sind. Außerdem betrifft die Erfindung zugehörige Verfahren zur Herstellung von Formteilen.
Hintergrund der Erfindung
Es ist schon seit langem bekannt, derartige Formteile als Lagerkäfige für Wälzlager so herzustellen, dass zunächst in einem flachen Metallband durch einen Stanzvorgang Wälzkörper aufnehmende Taschen erzeugt werden. Nach dem Ablängen des Metallbandes entsprechend dem gewünschten Käfigdurch­ messer wird dieses in eine zylindrische Form gerollt, so dass die beiden Stoß­ stellen aneinanderliegen. Zur Fertigstellung des Käfigs werden dann die an­ einanderliegenden Stoßstellen durch einen Schweißvorgang miteinander ver­ bunden (DE 15 52 099).
Nachteilig dabei ist, dass durch das Verbindungsschweißen Schweißaufwürfe entstehen, die in einem nachfolgenden Arbeitsgang wieder abgetragen werden müssen, da sie ansonsten das Lager beschädigen können. Es ist weiter von Nachteil, dass beim Verbindungsschweißen sog. Ungänzen entstehen. Darun­ ter sind nach innengehende geometrische Unregelmäßigkeiten zu verstehen, die in verschiedenen Abstufungen auftreten können. Die Ungänzen beginnen ihr Spektrum innerhalb der Rauheit und enden in einer Tiefe, in der sie die Funktion des Bauteils nachhaltig beeinflussen, d. h. im Extremfall dieses un­ brauchbar machen. Derartige Ungänzen weisen nun eine Kerbwirkung auf, d. h. sie bewirken durch die plötzliche Änderung des Querschnittes oder der Oberflächenkontur eine Störung des gleichmäßigen Kraftflusses im Bauteil. An diesen Kerben entsteht eine Spannungskonzentration, wobei sich eine Span­ nungspitze im Kerbgrund bildet. Diese Kerbung bringt nun zwei Effekte mit sich. Zum einen wird der tragende Querschnitt verringert, zum anderen kon­ zentriert sich die Beanspruchung auf den Kerbgrund. Diese Kerbwirkung inner­ halb der Schweißverbindung zwischen den beiden Stoßstellen des Käfigs wirkt sich insbesondere negativ auf dessen Dauerfestigkeit unter hohen Beanspru­ chungen aus.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neuartige Verbindung von einem aus Band hergestellten Formteil zu entwickeln, die eine zuverlässige Dauerfestig­ keit auch unter höchsten Beanspruchungen gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass an einem Ende des Bandes eine Ausneh­ mung und am anderen Ende ein ein Übermaß aufweisender Vorsprung ange­ ordnet sind, die nach dem Rundbiegen des Bandes durch Aufwenden einer Kraft in axialer oder radialer Richtung ineinandergefügt sind, so dass durch plastische Verformung ein unlösbarer Preßverband gebildet ist.
Der Vorteil eines erfindungsgemäßen Formteiles liegt insbesondere darin, dass das Schweißen durch diese neuartige Verbindungstechnik der Bandenden er­ setzt ist. Die vorstehend aufgeführten Nachteile, die mit dem Schweißaufwurf in einem unmittelbaren Zusammenhang stehen, entfallen somit. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass auch Bandmaterialien verwendet werden kön­ nen, die nicht oder nur sehr schwierig schweißtechnisch miteinander verbun­ den werden können.
Der Begriff "aus einem Band hergestelltes Formteil" ist im Sinne der Erfin­ dung weit auszulegen, d. h. es sind Formteile für die unterschiedensten An­ wendungsfälle denkbar. So ist beispielsweise nach Anspruch 2 vorgesehen, dass das Formteil ein aus Stegen und Seitenringen bestehender rotations­ symmetrischer Käfig für ein Wälzlager ist, wobei wenigstens ein Seitenring an einem Ende eine Ausnehmung und am anderen Ende einen Vorsprung auf­ weist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist das Form­ teil als ein Impulsrad für eine Einrichtung zum Messen einer Drehzahl eines rotierenden Bauteiles ausgebildet, das in Umfangsrichtung gleichmäßig von­ einander beabstandete Zählabschnitte aufweist, die mit einer Sensoreinrich­ tung zusammenwirken, wobei das Impulsrad mit dem rotierenden Bauteil ver­ bindbar ist.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 soll die Ausnehmung als eine Aufnahmebohrung und der Vorsprung als ein Zylinder ausgebildet sein. Die Form von Ausnehmung und Vorsprung sind frei wählbar, wobei man insbesondere solche Formen bevorzugen wird, die sich mit einem möglichst geringen Aufwand herstellen und die sich gut ineinander fü­ gen lassen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 5 soll das Band aus einem Eisenwerkstoff, aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, aus Alumini­ um oder aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem Kunststoff gefertigt sein.
Im Anspruch 6 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formteiles in Form eines Käfigs unter Schutz gestellt, wobei ggf. zunächst ein endloses Ausgangsband entsprechend dem gewünschten späteren Querschnitt durch einen Formge­ bungsvorgang profiliert wird, danach Taschen für die Aufnahme von Wälzkör­ pern ausgestanzt werden, anschließend ggf. die Taschen mit Führungs- und/oder Halteflächen versehen werden, danach ein Streifen abgelängt wird, der an seinen gegenüberliegenden Ende mit der Ausnehmung und mit dem Vorsprung versehen wird, anschließend das Biegen des Streifens in die Ring­ form erfolgt, bevor durch axiales oder radiales Ineinanderpressen des Vor­ sprunges in die Ausnehmung der formstabile Käfig gebildet ist.
Schließlich ist in Anspruch 7 ein ähnliches Herstellverfahren für ein Impulsrad beschrieben, wonach zunächst in einem endlosen Ausgangsband als Zählab­ schnitte wirkende Taschen ausgestanzt werden, danach ein Streifen abgelängt wird, der anschließend an seinen gegenüberliegenden Enden mit der Ausneh­ mung und mit dem Vorsprung versehen wird, anschließend das Biegen des Streifens in die Ringform erfolgt, bevor durch axiales oder radiales Ineinander­ pressen des Vorsprunges in die Ausnehmung das formstabile Impulsrad gebil­ det ist.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Bandab­ schnittes und
Fig. 2 u. 3 einen Ausschnitt von einem perspektivisch darge­ stellten Wälzlagerkäfig.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Streifen weist die Seitenteile 2 und 3 auf, die durch gleichmäßig voneinander beabstandete Stege 4 mitein­ ander verbunden sind, so dass Taschen 5 gebildet sind. Der Streifen 1 ist so profiliert, dass nach seinem Rundbiegen ein M-förmiger Käfig gebildet ist. Je­ des Seitenteil 2 und 3 weist an einem Ende eine Ausnehmung 6 und am ande­ ren Ende einen Vorsprung 7 auf, die als Bohrung bzw. als Zylinder ausgebildet sind, wobei der Vorsprung 7 gegenüber der Ausnehmung 6 ein Übermaß auf­ weist, so dass durch Materialverquetschung beim Einschieben des Vorsprun­ ges 7 in die Ausnehmung 6 eine unlösbare Verbindung entsteht. Das Einpres­ sen von Vorsprung 7 in die Ausnehmung 6 erfolgt so, dass beide Seiten­ teile 1, 2 um ihre Breite axial versetzt nebeneinander gelegt und dann durch Aufwenden einer Kraft axial ineinander verpreßt werden.
Der in Fig. 2 teilweise dargestellte und mit 8 bezeichnete Lagerkäfig weist die Seitenringe 9 und 10 auf, die durch Stege 11 miteinander verbunden sind, so dass Wälzkörper aufnehmende Taschen 12 entstehen. Die Stege 11 sind so profiliert, dass sie zunächst ausgehend von den beiden Seiten 9, 10 parallel zur nicht dargestellten Lagerachse verlaufen, anschließend schräg radial nach innen abfallen und sich abschließend in einem parallel zur Lagerachse verlau­ fenden Teilbereich vereinen. Ebenso wie der in Fig. 1 dargestellte Streifen 1 weist der Käfig 8 an seinen aneinanderstoßenden Enden an jedem Seitenring 9 und 10 die Ausnehmung 6 und den Vorsprung 7 auf, wobei bei dieser Ausfüh­ rung des Käfigs 8 nach dem Rundbiegen ein Einpressen des Vorsprunges 7 in die Ausnehmung 6 in ebenfalls axialer Richtung erfolgt.
Im Gegensatz dazu ist der Käfig 8 in Fig. 3 mit Ausnehmungen 6 und Vor­ sprüngen 7 so ausgestattet, dass diese nach dem Rundbiegen durch ein ra­ diales Verschieben ineinander gebracht werden müssen. Das heißt, beide Stoßstellen werden um die Stärke der Seitenringe 9, 10 radial zueinander ver­ setzt und dann durch Aufwenden einer Kraft ineinander verpreßt, so dass wie­ derum durch plastische Verformung ein unlösbar Materialverbund an beiden Stoßstellen gebildet ist.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Stoßstellen jeweils so gelegt, dass sie in den Bereich einer Tasche 5, 12 fallen. Deren Anordnung im Stegbereich ist jedoch genauso gut möglich.
Bezugszeichen
1
Streifen
2
Seitenteil
3
Seitenteil
4
Steg
5
Tasche
6
Ausnehmung
7
Vorsprung
8
Käfig
9
Seitenring
10
Seitenring
11
Steg
12
Tasche

Claims (7)

1. Aus einem Band (1) hergestelltes Formteil, dessen in Umfangsrichtung sich berührende Enden unlösbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Bandes (1) eine Ausneh­ mung (6) und am anderen Ende ein ein Übermaß aufweisender Vor­ sprung (7) angeordnet sind, die nach dem Rundbiegen des Bandes (1) durch Aufwenden einer Kraft in axialer oder radialer Richtung ineinander gefügt sind, so dass durch plastische Verformung ein unlösbarer Preß­ verband gebildet ist.
2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein aus Stegen (11) und Seitenringen (9, 10) bestehender rotationssymme­ trischer Käfig (8) für ein Wälzlager ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Seitenring (9, 10) an einem Ende eine Ausnehmung (6) und am anderen Ende einen Vorsprung (7) aufweist.
3. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Impulsrad für eine Einrichtung zum Messen einer Drehzahl eines ro­ tiernden Bauteils ausgebildet ist, das in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Zählabschnitte aufweist, die mit einer Sen­ soreinrichtung zusammenwirken, wobei das Impulsrad mit dem rotieren­ den Bauteil verbindbar ist.
4. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus­ nehmung (6) als eine Aufnahmebohrung und der Vorsprung (7) als ein Zylinder ausgebildet sind.
5. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1) aus einem Eisenwerkstoff, aus Kupfer oder aus einer Kupferle­ gierung, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung oder aus ei­ nem Kunststoff besteht.
6. Verfahren zum Herstellen eines Käfigs (8) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass gegebenenfalls zunächst ein endlo­ ses Ausgangsband entsprechend dem gewünschten späteren Quer­ schnitt des Käfigs (8) durch einen Formgebungsvorgang profiliert wird, danach Taschen (12) für die Aufnahme von Wälzkörpern ausgestanzt werden, anschließend gegebenfalls die Laschen (12) mit Führungs- und/oder Halteflächen versehen werden, danach ein Streifen (1) abge­ längt wird, der danach an seinen gegenüberliegenden Enden mit der Ausnehmung (6) und mit dem Vorsprung (7) versehen wird, anschlie­ ßend das Biegen des Streifens (1) in die Ringform erfolgt, bevor durch axiales oder radiales Ineinanderpressen des Vorsprungs (7) in die Aus­ nehmung (6) der formstabile Käfig (8) gebildet ist.
7. Verfahren zum Herstellen eines Impulsrades nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem endlosen Ausgangs­ band als Zählabschnitte wirkende Taschen ausgestanzt werden, da­ nach ein Streifen abgelängt wird, der anschließend an seinen gegen­ überliegenden Enden mit der Ausnehmung und mit dem Vorsprung ver­ sehen wird, danach das Biegen des Streifens in die Ringform erfolgt, bevor durch axiales oder radiales Ineinanderpressen des Vorsprunges in die Ausnehmung das formstabile Impulsrad gebildet ist.
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