DE102006004754A1

DE102006004754A1 - Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Axial-Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern

Info

Publication number: DE102006004754A1
Application number: DE102006004754A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fugel; Rudolf BRÜCKNER; Andreas Kirschner
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Axial-Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern aus einem zueinander parallelen, geradlinigen Seitenborden (8, 9) und diese miteinander verbindenden Taschen (11) begrenzenden Stegen (10) bestehenden Käfigband (7, 7.1), das rundgebogen wird. Nach der Erfindung wird das Ausstanzen der Taschen (11) so vorgenommen, dass diese vor dem Rundbiegen eine trapezartig verlaufende Form aufweisen, die nach dem Rundbiegen eine rechteckige Form annimmt, so dass zur Erhöhung der Tragfähigkeit in jede Tasche (11) ein zylindrischer Wälzkörper einsetzbar ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Axial-Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern aus einem zueinander parallelen, geradlinigen Seitenborden und diese miteinander verbindenden, rechtwinkligen Taschen begrenzenden Stegen bestehenden Käfigband, wobei ausgehend von einem Endlosband zunächst die Taschen für die Aufnahme der Wälzkörper ausgestanzt werden, danach ein dem gewünschten späteren Durchmesser des Käfigs entsprechendes Bandende abgelängt wird, dieses rundgebogen und an seinen in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden gegebenenfalls miteinander verbunden wird.

Hintergrund der Erfindung

Ein derart gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Axial-Wälzlagerkäfigs für zylindrische Wälzkörper ist aus der DE 21 46 056 C3 vorbekannt. Es ist ein Flachkäfigband beschrieben und dargestellt, das aus den zueinander parallelen, geradlinigen Seitenborden und aus den diese Seitenborde miteinander verbindenden und Taschen für die Aufnahme von Wälzkörpern begrenzenden Stegen besteht. Von diesem Band wird nach dem Ausstanzen der Taschen ein Stück abgelängt, das dem späteren gewünschten Durchmesser des Axial-Wälzlagerkäfigs entspricht. Danach wird dieses abgelängte Bandende rundgebogen. Das Rundbiegen erfolgt derart, dass im Bereich jeweils jeder zweiten Tasche der Seitenbord in diese Tasche hinein abgeknickt wird. Dabei ist von Nachteil, dass Wälzkörper nur in den verbleibenden Taschen, nicht jedoch in die Taschen, in die die Abknickungen hineinreichen, untergebracht werden können. Mit anderen Worten, es steht nur jede zweite Tasche zur Aufnahme eines zylindrischen Wälzkörpers zur Verfügung. Eine maximale Wälzkörperbestückung ist somit nicht möglich, was nachteilige Auswirkungen auf die Steifigkeit und die Tragfähigkeit des Axial-Wälzlagers hat.

Aus der DE 26 26 398 C2 ist ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Käfigs für ein Axial-Wälzlager vorbekannt. Dieser Käfig ist ebenfalls durch die beiden Seitenborde und die diese verbindenden Stege gebildet. Durch diese Teile sind die Taschen für die Aufnahme der zylindrischen Wälzkörper begrenzt. Dieses Käfigband wird durch ein Paar identische Walzen hindurchgeführt. Diese Walzen weisen im Bereich des einen Seitenbordes und des angrenzenden Bereiches der Stege einen geriffelten Walzbereich auf, mit dem sie auf das Käfigband drücken. Seitlich an diesen Bereich schließt sich ein Führungsbund an und am gegenüberliegenden Ende sind ebenfalls Führungsbunde vorgesehen, so dass nach dem Durchlaufen der Walzen ein runder Axialkäfig gebildet ist. Bei dieser Verfahrensweise ist jedoch von Nachteil, dass im geriffelten Bereich der Walzen die Stege mitverformt werden, was sich ungünstig auf eine genaue Führung der zylindrischen Wälzkörper auswirkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für einen Axial-Wälzlagerkäfig aus einem Endlosband bereitzustellen, das bei gleichen Bauraum des Käfigs eine verbesserte Lastaufnahme ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass das Ausstanzen der Taschen so vorgenommen ist, dass diese vor dem Rundbiegen eine trapezartige, aus zwei parallelen, aber nicht gleichlangen Seiten und zwei einander zugekehrten gleichlangen Wandungen bestehende Form aufweisen, wobei die kurze der parallelen Seiten im Bereich des zu längenden Seitenbordes und die lange der parallelen Seiten im Bereich des zu verkürzenden Seitenbordes angeordnet ist, so dass nach dem Rundbiegen die einander zugekehrten Wandungen der Taschen einen gleichen Abstand voneinander aufweisen.

Durch die trapezartige Ausbildung der Taschen vor dem Rundbiegen des Bandes ist in einfacher Weise sichergestellt, dass diese nach dem Rundbiegen zu einem fertigen Axial-Wälzlagerkäfig an allen in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Wandungen einen gleichen Abstand aufweisen. Im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik sind damit alle Taschen mit Wälzkörper befüllbar, so dass die Tragfähigkeit und damit die Steifigkeit eines solchen Axial-Wälzlagers entscheidend verbessert ist. Der gleiche Abstand der Taschenwandung sorgt für eine genaue Führung der Wälzkörper und ermöglicht so einen besonders ruhigen Lauf des Axiallagers. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dem Grunde nach für alle Größen von Axial-Käfigen, insbesondere aber für Käfige mit einem Durchmesser von mehr als 170 mm, wobei die trapezartige Ausbildung der Taschen beim Ausstanzen immer dem späteren Durchmesser des Käfig anzupassen ist. Je größer der Axial-Wälzlagerkäfig, um so geringer wird der Unterschied zwischen den parallelen Seiten der Taschen sein. Dieser ist mit dem gewünschten Durchmesser des Axial-Wälzlagerkäfigs so abzustimmen, dass die nach dem Rundbiegen an einem Seitenbord gebildeten Eindrückungen nicht zu weit in die Taschen hineinragen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur für Flachkäfige, sondern auch für profilierte Käfigformen, wobei das Endlosband vor dem Ausstanzen der Taschen durch einen spanlosen Formgebungsvorgang zu profilieren ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß trapezförmig ausgebildete Tasche,
2 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Käfigband im ungebogenen Zustand,
3 einen Querschnitt durch ein Käfigband nach 2,
4 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Käfigband im gebogenen Zustand,
5 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Tasche gemäß 2,
6, 7 eine Draufsicht auf ein Flachkäfigband im geraden und im gebogenen Zustand nach dem bisherigen Stand der Technik.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 6 ist nach dem bisherigen Stand der Technik ein Flachkäfigband 1 gezeigt, das aus parallel zueinander verlaufenden Seitenborden 2, 3 besteht, die durch gleichmäßig voneinander beabstandete Stege 4 miteinander verbunden sind, so dass Taschen 5 für die Aufnahme von nicht dargestellten zylindrischen Wälzkörpern gebildet sind. Es ist erkennbar, dass sämtliche Taschen 5 rechteckig ausgebildet sind. Wird nun, wie aus 7 ersichtlich, ein solches Flachkäfigband 1 gemäß dem bisherigen Stand der Technik rundgebogen, so wird der Seitenbord 2, der den äußeren Käfigrand bildet, gelängt, während der Seitenbord 3, welcher dem inneren Käfigrand bildet, verkürzt wird. Die Verkürzung des innen liegenden Seitenbordes 3 erfolgt derart, dass Abknickungen 6 entstehen, die in radialer Richtung in die Tasche 5 hineinragen. Wie erkennbar, wird dabei jede zweite Tasche 5 trapezartig verformt, so dass in dieser kein zylindrischer Wälzkörper eingebracht werden kann und somit die Tragfähigkeit negativer Weise verringert ist.
Hier setzt nun die Erfindung an:
Der in 1 in übertriebener Darstellung vor dem Rundbiegen gezeigte Abschnitt eines Flachkäfigbandes 7.1 weist Seitenborde 8, 9 auf, die durch Stege 10 miteinander verbunden sind, so dass Taschen 11 zur Aufnahme von nicht dargestellten zylindrischen Wälzkörpern gebildet sind. Die Taschen 11 sind trapezartig ausgebildet, wobei beide Seitenborde 8, 9 zwei ungleiche, einander gegenüberliegende Seiten 16, 17 aufweisen. Zur Tasche 11 gehören weiter die ebenfalls gegenüberliegenden Wandungen 18, 19, die von den Stegen 10 gebildet und gleichlang sind. Wird nun, wie aus 1 ersichtlich, der obere Seitenbord 8 beim Rundbiegen gedehnt, so muss im gleichen Maße der untere Seitenbord 9 verkürzt werden, wobei nach dem Rundbiegen aus der trapezartigen Tasche 11 eine rechteckförmige geworden ist. Vor dem Rundbiegen ist der Abstand A1 der Wandungen 18, 19 im oberen Bereich der Tasche 11 kleiner als der Abstand A2 im unteren Bereich der Taschen 11. Nach dem Rundbiegen ist, wie die gestrichelte Linie zeigt, A1 gleich A2 geworden, d.h., die Wandungen 18, 19 weisen über die gesamte Ausdehnung der Mittellinie M einen gleichen Abstand voneinander auf.
In den 2 und 3 ist die Erfindung anhand eines profilierten Käfigbandes 7 gezeigt, dessen Seitenborde 8, 9 wiederum durch gleichmäßig voneinander beabstandete Stege 10 verbunden sind, so dass Taschen 11 zur Aufnahme von nicht dargestellten zylindrischen Wälzkörpern gebildet sind. Das Käfigband 7 ist dabei so profiliert, dass die Stege 10 zwei Außenhalterungen 12 und eine Innenhalterung 13 für die Wälzkörper besitzen, wobei die Außenhalterungen 12 und die Innenhalterung 13 über je einen schräg verlaufenden Abschnitt 14 miteinander verbunden sind, so dass im Querschnitt gesehen ein M-förmiger Käfig gebildet ist.
Wie insbesondere aus 5 ersichtlich, ist die Tasche 11 im ungebogenen Zustand, ausgehend vom Seitenbord 8, der den späteren Außendurchmesser des Axial-Käfigs bildet, in Richtung des Seitenbordes 9, der den späteren Innendurchmesser des Axial-Käfigs bildet, trapezartig verlaufend gestaltet. Bezogen auf den profilierten Käfig heißt das, dass im oberen Abschnitt 14 des ungebogenen Käfigbandes 7 der Abstand A1 von der durch die Tasche 11 gelegten Mittellinie M in Richtung des Seitenbordes 8 kleiner als der Abstand A2 ist, der im unteren Bereich des Abschnittes 14, also in Richtung des Seitenbordes 9 gelegen ist. Das gleiche trifft für den Abstand im Bereich der Innenhalterung 13 zu, wobei wiederum B1 kleiner als B2 ist. Ebenso trifft das für den zweiten unteren Bereich 14 zu, wobei im ungebogenen Zustand wiederum die Beziehung C1 kleiner als C2 gilt. Mit anderen Worten, die Tasche 11 ist im ungebogenen Zustand so gestaltet, dass deren einzelne Bereiche 12, 14, 13, 14, 12 Abstände A1, A2, B1, B2, C1, C2 aufweisen, die unterschiedlich sind. Wird nun dieses ungebogene Käfigband 7 rundgebogen, wobei der Seitenbord 8 gelängt und der Seitenbord 9 verkürzt wird, so werden die Abstände in den jeweiligen Bereichen 12, 14, 13, 14, 12 jeweils gleich, wobei dann gilt: A1 = A2 B1 = B2 C1 = C2
Dies wiederum bedeutet, im rundgebogenen Zustand des Käfigbandes 7 verlaufen die Bereiche 12, 14, 13, 14, 12 der Stege 10 parallel zueinander, so dass aus der im ungebogenen Zustand trapezförmig verlaufenden Tasche 11 eine im gebogenen Zustand im Wesentlichen rechteckig verlaufende Tasche 11 gebildet ist. Dies bedeutet, die einzelnen Bereiche 12, 14, 13, 14, 12, sind in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Ein Vergleich der 1 mit 3 soll verdeutlichen, dass aus der trapezartig verlaufenden Tasche 11 in 1 nach dem Rundbiegen gemäß 3 eine rechteckig verlaufende Tasche 11 geworden ist, wobei der Seitenbord 8 durch das Rundbiegen gelängt und der Seitenbord 9 verkürzt ist und dabei Abknickungen 15 gebildet werden, die aber die Nutzung de Tasche 11 nicht beeinträchtigen. Dies wiederum heißt, dass in jede Tasche 11 Wälzkörper einsetzbar sind.

1: Flachkäfigband
2: Seitenbord
3: Seitenbord
4: Steg
5: Tasche
6: Abknickung
7: profiliertes Käfigband
7.1: Flachkäfigband
8: Seitenbord
9: Seitenbord
10: Steg
11: Tasche
12: Außenhalterung
13: Innenhalterung
14: Abschnitt
15: Abknickung
16: Seite
17: Seite
18: Wandung
19: Wandung
M: Mittellinie
A1: Abstand
A2: Abstand
B1: Abstand
B2: Abstand
C1: Abstand
C2: Abstand

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Axial-Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern aus einem zueinander parallelen, geradlinigen Seitenborden (8, 9) und diese miteinander verbindenden Taschen (11) begrenzenden Stegen (10) bestehenden Käfigband (7, 7.1), wobei ausgehend von einem Endlosband zunächst die Taschen (11) für die Aufnahme der Wälzkörper ausgestanzt werden, danach ein dem gewünschten späteren Durchmesser des Käfigs entsprechendes Bandende abgelängt, dieses rundgebogen und an seinen in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden gegebenenfalls miteinander verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausstanzen der Taschen (11) so vorgenommen ist, dass diese vor dem Rundbiegen eine trapezartige, aus zwei parallelen, aber nicht gleichlangen Seiten (16, 17) und zwei einander zugekehrten gleichlangen Wandungen (12, 13, 14, 18, 19) bestehende Form aufweisen, wobei die kurze der parallelen Seiten (16) im Bereich des zu längenden Seitenbordes (8) und die lange der parallelen Seiten (17) im Bereich des zu verkürzenden Seitenbordes (9) angeordnet ist, so dass nach dem Rundbiegen die einander zugekehrten Wandungen (12, 13, 14, 18, 19) der Taschen (11) einen gleichen Abstand voneinander aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Seitenbord (8) durch Einwirkung einer Zugkraft gelängt und der zugehörige andere Seitenbord (9) durch Einwirkung einer Druckkraft eingeknickt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband (7) vor dem Ausstanzen der Taschen (11) einem spanlosen Formgebungsvorgang zur Profilierung unterworfen ist.