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Die Erfindung betrifft einen Drahtkäfig für ein Zylinderrollenlager, mit einer Mehrzahl von U-förmigen Haltebügeln, welche Taschen zur Aufnahme von jeweils einer Zylinderrolle bilden, wobei ein jeder Haltebügel zwei parallel zur Rotationsachse des Zylinderrollenlagers ausgerichtete Schenkel sowie einen diese Schenkel verbindenden und in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers ausgerichteten Steg aufweist. Außerdem wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem ein solcher Drahtkäfig einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Ein derartiger Drahtkäfig ist aus der
DE 2 150 982 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um einen Drahtkäfig für ein Zylinderrollenlager, bei dem jede Zylinderrolle zwischen zwei U-förmigen Bügeln aufgenommen ist, deren gegenseitiger radialer Abstand kleiner ist als der Zylinderrollendurchmesser und deren Schenkel jeweils oberhalb und unterhalb des Zylinderrollenmittelkreises verlaufen. Die Bügel weisen außerdem einen kleineren gegenseitigen Abstand als der Zylinderrollendurchmesser auf, wobei die beiden eine Zylinderrolle aufnehmenden Bügel an ihren einen Enden miteinander und an ihren anderen Enden mit den benachbarte Zylinderrollen aufnehmenden Bügeln verbunden sind, während sie auf der gegenüberliegenden Seite in Umfangsrichtung unverbunden sind. Dieser Drahtkäfig hat sich im Prinzip bewährt, jedoch können sich die Zylinderrollen wegen der nur einseitigen Führung unter besonderen Betriebsbedingungen verkanten, was zu Beschädigungen an den Zylinderrollen und/oder den Laufbahnen an dem Außenring und/oder dem Innenring führen kann. Auch ist dieser Drahtkäfig wegen der dreidimensionalen Ausbildung nicht einfach zu fertigen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach herzustellenden Drahtkäfig für ein Zylinderrollenlager vorzuschlagen, der eine sichere Führung der Zylinderrollen ohne Gefahr von Verkantungen gewährleistet.
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Außerdem soll ein Verfahren vorgestellt werden, mit dem ein solcher Drahtkäfig einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Drahtkäfig für ein Zylinderrollenlager, mit einer Mehrzahl von U-förmigen Haltebügeln, welche Taschen zur Aufnahme von jeweils einer Zylinderrolle bilden, wobei ein jeder Haltebügel zwei parallel zur Rotationsachse des Zylinderrollenlagers ausgerichtete Schenkel sowie einen diese Schenkel verbindenden und in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers ausgerichteten Steg aufweist. Bei diesem Drahtkäfig ist gemäß der Erfindung außerdem vorgesehen, dass dieser aus zwei mäanderförmig gebogenen, zu einem Ring geformten Drahtkäfigelementen besteht, wobei jedes Drahtkäfigelement in Bezug zur Rotationsachse des Zylinderrollenlagers axial außen sowie axial innen angeordnete, in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers ausgerichtete Stege aufweist, und dass die im Zylinderrollenlager axial innen angeordneten Stege der beiden Drahtkäfigelemente form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Drahtkäfigelemente spiegelbildlich mäanderförmig derart gebogen sind, dass die parallel zur Rotationsachse des Zylinderrollenlagers ausgerichteten Schenkel eine Länge aufweisen, welche geringfügig größer ist als die halbe axiale Länge der Zylinderrollen, und dass die in Umfangsrichtung des Zylinderrollenlagers ausgerichteten sowie axial innen angeordneten Stege in Umfangsrichtung gesehen zwischen den Taschen angeordnet und dort stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Es ist ersichtlich, dass die mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente zunächst zweidimensional gebogen werden und danach zu einem Ring geformt werden, was deren Herstellung gegenüber dem Stand der Technik stark vereinfacht. Zusätzlich sind die durch die beiden Drahtkäfigelemente gebildeten Taschen axial beidseitig verschlossen und gewährleisten eine einwandfreie Führung der Zylinderrollen ohne Gefahr einer Verkantung.
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Die mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente können aus geraden, abgelängten Drahtstücken hergestellt sein, deren axiale Enden nach dem ringförmigen Biegen zu einem der Drahtkäfigelemente form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Um die Enden eines jeden Drahtkäfigelements stoffschlüssig miteinander zu verbinden, weisen die umfangsbezogenen Enden der Drahtkäfigelemente beziehungsweise die Enden der Drahtstücke Abflachungen auf, in deren Bereich dieselben übereinander gelegt stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Die vorstehend definierte Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Herstellen eines vorstehend definierten Drahtkäfigs mit den folgenden Schritten gelöst:
- a) Ablängen von Drahtstücken mit einer der Abwicklung der mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente entsprechenden Länge;
- b) mäanderförmiges Biegen der Drahtstücke;
- c) Umbiegen der mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente zu einem ringförmigen Drahtkäfigring;
- d) stoffschlüssiges Verbinden der Enden der mäanderförmigen Drahtkäfigelemente.
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Um das stoffschlüssige Verbinden der Enden der mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente durchführen zu können, ohne dass in diesem Bereich eine Verdickung der Enden gegenüber den übrigen stoffschlüssig verbundenen Bereichen der Drahtkäfigelemente auftritt, kann ein zusätzlicher Schritt vorgesehen sein, nämlich:
- e) Anbringen von Abflachungen an den Enden der abgelängten Drahtstücke oder der Drahtkäfigelemente spätestens vor dem stoffschlüssigen Verbinden der Enden der mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente.
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Zusätzlich können die beiden folgenden Schritte vorgesehen sein:
- f) Anordnen von zwei mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelementen vor oder nach dem Umbiegen der mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente derart, dass die Taschen in den mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelementen zueinander fluchten und die im zusammengebauten Zustand axial innen angeordneten Stege einander berühren, und
- g) stoffschlüssiges Verbinden der axial innen angeordneten Stege.
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Je zwei mäanderförmig gebogene Drahtkäfigelemente werden vorzugsweise vor dem ringförmigen Umbiegen stoffschlüssig miteinander verbunden und erst danach zu einem Drahtkäfigring umgeformt, dessen umfangsbezogene Enden dann wiederum stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Diese Ausführungsform ist für die Verwendung in Zylinderrollenlager vorgesehen, dessen Außenring oder Innenring seitliche Borde aufweist.
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Wenn sowohl der Außenring als auch der Innenring deren Laufbahnen für die Zylinderrollen begrenzende seitliche Borde aufweist, werden zunächst die Zylinderrollen in bekannter Weise zwischen den Außenring und den Innenring eingefügt sowie auf Abstand zueinander gebracht, wonach die zwei mäanderförmig gebogenen sowie ringförmig umgeformten Drahtkäfigelemente axial von beiden Seiten zwischen die Lagerringe eingefügt werden, wobei die Zylinderrollen in den durch die jeweiligen Drahtkäfigelemente gebildeten (Halb-)Taschen beidseitig aufgenommen werden. Danach werden die zwischen den Taschen verlaufenden, axial innen angeordneten Stege der beiden Drahtkäfigelemente stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Anstelle der Schritte a) und b) kann das Verfahren die folgenden Schritte umfassen:
- b1) mäanderförmiges Biegen von geradem Draht im Durchlauf, und
- a1) Ablängen der flach liegenden, mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelemente,
so dass Drahtkäfigelemente mit unterschiedlich großen Durchmesser sowie mit einer unterschiedlichen Anzahl von Taschen im Durchlauf herstellbar sind.
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Wenn dann zusätzlich noch das mäanderförmige Biegen mittels einer programmierbaren CNC-Drahtbiegemaschine durchgeführt wird, lassen sich Drahtkäfige mit den unterschiedlichsten Abmessungen für Zylinderrollen mit den entsprechenden Abmessungen für Zylinderrollenlager in unterschiedlichen Größen herstellen. Die formschlüssige Verbindung der Stege und Enden der Drahtkäfigelemente kann durch Widerstandschweißen, Induktionsschweißen oder Laserschweißen erfolgen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer, in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Zylinderrollenlagers mit axialen Borden am Außenring sowie mit einem erfindungsgemäßen Drahtkäfig,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderrollenlagers mit axialen Borden sowohl am Außenring als auch am Innenring, sowie mit zwei spiegelbildlich ausgebildeten oder angeordneten Drahtkäfigelementen vor deren Zusammenfügen,
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3 bis 7 die Herstellungsschritte eines Drahtkäfigelements, ausgehend von einem abgelängten Drahtstück bis hin zu einem zu einem Ring geformten Drahtkäfigelement,
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8 zwei spiegelbildlich angeordnete sowie zu einem Ring geformte, stoffschlüssig verbundene Drahtkäfigelemente,
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9 und 10 eine vergrößerte Darstellung von Abflachungen an den Enden eines abgelängten Drahtstücks oder eines Drahtkäfigelements, und
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11 zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete, formschlüssig miteinander verbundene, flache Drahtkäfigelemente gemäß 4.
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1 zeigt demnach ein Zylinderrollenlager 1, welches einem Außenring 2 mit seitlichen Borden 3a, 3b, einem bordlosen Innenring 4, zwischen den beiden Lagerringen 2, 4 angeordnete Zylinderrollen 6 sowie einen die Zylinderrollen 6 führenden Drahtkäfig 20 aufweist. Der Drahtkäfig 20 besteht aus zwei spiegelbildlich angeordneten Drahtkäfigelementen 5a, 5b, die in Bezug zu der Rotationsachse 7 des Zylinderrollenlagers 1 axial innen miteinander verbunden sind.
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Die beiden Drahtkäfigelemente 5a, 5b sind jeweils mäanderförmig gebogen und zu einem Ring geformt. Die Herstellung des Drahtkäfigs 20 aus den beiden Drahtkäfigelementen 5a, 5b wird weiter unten mit Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben.
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Wie die Explosionsdarstellung gemäß 2 veranschaulicht, bestehen die beiden Drahtkäfigelemente 5a, 5b aus zueinander sowie zur Rotationsachse 7 des Zylinderrollenlagers 1 parallelen, geradlinigen Schenkeln 11, 11', die mittels in Umfangsrichtung verlaufender Stege 12, 12' 14, 14' an deren axialen Enden verbunden sind. Zwischen zwei Schenkeln 11, 11' ist dadurch entweder eine in Bezug zum Zylinderrollenlager 1 nach axial innen oder axial außen offene Tasche 13 gebildet. Dabei ist die axiale Erstreckung zumindest der nach axial innen weisenden Tasche 13 geringfügig größer als die halbe Länge der Zylinderrollen 6. Die in Bezug zum Zylinderrollenlager 1 axial innen angeordneten Stege 14, 14' beabstanden daher zwei nach axial innen offene, unmittelbar benachbarte Taschen 13.
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Die beiden Drahtkäfigelemente 5a, 5b sind bei einem zusammengebauten Zylinderrollenlager 1 derart angeordnet, dass deren in Bezug zum Zylinderrollenlager 1 jeweils axial innen angeordneten Stege 14, 14' axial unmittelbar aneinander liegen und fest miteinander verbunden sind. Die jeweiligen, auch als Halbtaschen bezeichenbaren, gegenüber liegenden Taschen 13 nehmen dann jeweils eine Zylinderrolle 6 in sich auf. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig mittels Widerstandsschweißen, Induktionsschweißen oder Laserschweißen, so dass sich der Drahtkäfig 20, bestehend aus den beiden spiegelbildlich angeordneten Drahtkäfigelementen 5a, 5b, gebildet ist.
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Die Montage des Zylinderrollenlagers 1 gemäß 1 erfolgt in der Weise, dass der Drahtkäfig 20 aus den stoffschlüssig miteinander verbundenen Drahtkäfigelementen 5a, 5b innerhalb des Außenrings 2 positioniert wird, wonach die Zylinderrollen 6 in die Taschen 13 eingesetzt werden. Danach lässt sich der bordlose Innenring 4 in den Außenring 2 mit den im Drahtkäfig aus den Drahtkäfigelementen 5a, 5b angeordneten Zylinderrollen 6 hinein schieben, so dass die Zylinderrollen 6 nunmehr unverlierbar zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 4 gehalten sowie um deren Rotationsachse 6a drehbar sind.
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2 zeigt abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ein Zylinderrollenlager 8, bei dem an dem Außenring 2 seitliche Borde 3, 3a und an dem Innenring 9 seitlichen Borden 10a, 10b ausgebildet sind. Dementsprechend lässt sich dieses Zylinderrollenlager 8 nur in der Weise montieren, dass der Innenring 9 exzentrisch im Außenring 2 angeordnet und danach mit den Zylinderrollen 6 gefüllt wird. Nachdem alle Zylinderrollen 6 in den Raum zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 9 eingefügt sind, werden die Zylinderrollen 6 auf Abstand zueinander gebracht und die seitlich vom Zylinderrollenlager 8 dargestellten Drahtkäfigelemente 5a, 5b axial derartig zwischen die Zylinderrollen 6 hinein geschoben, dass sie die in 1 dargestellte Position einnehmen. Danach werden die axial innen angeordneten Schenkel 14, 14' innerhalb des Zylinderrollenlagers 8 stoffschlüssig miteinander verbunden, und das Zylinderrollenlager 8 ist dann gebrauchsfertig.
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Die 3 bis 6 zeigen die verschiedenen Fertigungsschritte bis zum fertigen, zu einem Ring geformten und in 7 dargestellten Drahtkäfigelement 5a, 5b. Zunächst wird ein Drahtstück 15 mit einer Länge L abgelängt, welche die abgewickelte Länge L1 eines mäanderförmig gebogenen, flach liegenden Drahtkäfigelements 16 ergibt. Wie die 9 und 10 zeigen, sind die axialen Enden 17, 17' des Drahtstücks 15 mit Abflachungen 17a, 17b versehen, die dazu dienen, flach übereinander gelegt stoffschlüssig verbunden zu werden, ohne dass an dem Verbindungspunkt 18 der Drahtenden 17, 17' Verdickungen auftreten (7).
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Das abgelängte Drahtstück 15 wird anschließend maschinell zu einem mäanderförmig gebogenen, flach liegenden Drahtkäfigelement 16 umgeformt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels einer programmierbaren CNC-Drahtbiegemaschine, die sich auf unterschiedliche Abmessungen der mäanderförmig gebogenen, flach liegenden Drahtkäfigelemente 16 einstellen lässt. Das mäanderförmig gebogene, flach liegende Drahtkäfigelement 16 wird in einem oder mehreren Rundbiegeschritten 16a, 16b, wie in 5 und 6 dargestellt, zu dem in 7 gezeigten ringförmigen Drahtkäfigelement 5a, 5b geformt. Abschließend werden die axialen Enden 17, 17' mit ihren Abflachungen 17a, 17b übereinander gelegt und stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Jeweils zwei spiegelbildlich angeordnete Drahtkäfigelemente 5a, 5b können danach, wie in 8 dargestellt, an Verbindungspunkten 19 an den in Umfangsrichtung verlaufenden sowie axial innen angeordneten Stegen 14, 14' vor der Montage im Zylinderrollenlager 1 oder nach der Montage der Zylinderrollen 6 im Zylinderrollenlager 8 stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
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Das stoffschlüssige Verbinden der Drahtenden 17, 17' sowie der axial innen angeordneten Stege 14, 14' erfolgt, wie bereits erwähnt, durch Widerstandsschweißen, Induktionsschweißen oder Laserschweißen.
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Das stoffschlüssige Verbinden von flach auf einer Unterlage liegenden, spiegelbildlich zueinander angeordneten sowie mäanderförmig gebogenen Drahtkäfigelementen 16c, 16d durch Verbindungspunkte 19 an den axial innen angeordneten Stege 14, 14' kann gemäß 11 auch vor dem Umformen zu einem Ring und dem dann folgenden, stoffschlüssigen Verbinden der Drahtenden 17, 17' erfolgen.
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Durch die Verwendung einer programmierbaren CNC-Drahtbiegemaschine lassen sich die Fertigungsschritte gemäß 3 bis 8 vollautomatisch sowie kostengünstig für die unterschiedlichsten Abmessungen eines Drahtkäfigs 20 aus den spiegelbildlich angeordneten Drahtkäfigelementen 5a, 5b herstellen, und es wird eine genaue Führung der Zylinderrollen 6 in den Zylinderrollenlagern 1, 8 gemäß den 1 und 2 erreicht.
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Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderrollenlager
- 2
- Außenring
- 3a, 3b
- Seitliche Borde am Außenring
- 4
- Bordloser Innenring
- 5a, 5b
- Drahtkäfigelemente
- 6
- Zylinderrollen
- 6a
- Rotationsachse der Zylinderrollen
- 7
- Rotationsachse des Zylinderrollenlagers
- 8
- Zylinderrollenlager
- 9
- Innenring
- 10a, 10b
- Seitliche Borde am Innenring
- 11, 11'
- In Axialrichtung ausgerichtete Schenkel
- 12, 12'
- Axial äußere, in Umfangsrichtung ausgerichtete Schenkel
- 13
- Taschen
- 14, 14'
- Axial innere, in Umfangsrichtung ausgerichtete Schenkel
- 15
- Abgelängtes Drahtstück
- 16
- Mäanderförmig gebogenes, flach liegendes Drahtkäfigelement
- 16a, 16b
- Drahtkäfigelement 16 in verschiedenen Rundbiegeschritten dargestellt
- 16c, 16d
- Spiegelbildlich angeordnete, flach liegende Drahtkäfigelemente
- 17, 17'
- Enden des Drahtstücks
- 17a, 17b
- Abflachungen an den Enden des Drahtstücks
- 18
- Verbindungspunkt der Drahtenden
- 19
- Verbindungspunkte der beiden Drahtkäfigelemente
- 20
- Drahtkäfig
- L
- Länge des abgelängten Drahtstücks
- L1
- Länge der spiegelbildlich angeordneten, flach liegenden Drahtkäfigelemente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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