DE102015206223B4 - roller bearing cage - Google Patents
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Abstract
Wälzlagerkäfig (1), der eine ringförmige Struktur bildet, in die eine Anzahl Aufnahmetaschen (2) für Wälzkörper eingearbeitet ist,wobei der Wälzlagerkäfig (1) einen streifenförmigen Materialabschnitt (3) aus Blech umfasst, der zu einem Ring (4) geformt ist,wobei in mindestens einem axialen Endbereich (5, 6) des Rings (4) ein Haltering (7, 8) angeordnet ist,wobei der Ring (4) in mindestens einem seiner axialen Endbereiche (5, 6) entlang seines Umfangs eine Ring-Profilierung (9, 10) aufweist,wobei der mindestens eine Haltering (7, 8) entlang seines Umfangs eine Haltering-Profilierung (11, 12) aufweist, undwobei die Ring-Profilierung (9, 10) und die Haltering-Profilierung (11, 12) dergestalt kongruent ausgebildet sind, dass die Ring-Profilierung (9, 10) und die Haltering-Profilierung (11, 12) komplementär ineinander greifen, so dass der streifenförmige Materialabschnitt (3) in seiner zum Ring (4) geformten Lage gehalten wird,wobei die Ring-Profilierung (9, 10) als radial durchgängige Ausnehmungen und die Halterring-Profilierung (11, 12) als zu den radial durchgängigen Ausnehmungen komplementäre, sich radial erstreckende Vorsprünge ausgebildet sind;dadurch gekennzeichnet,dass die Ring-Profilierung (9, 10) und die Haltering-Profilierung (11, 12) so ausgeformt sind, dass in radialer Richtung (r) und in axialer Richtung (a) des Wälzlagerkäfigs (1) ein Hinterschnitt zwischen der Ring-Profilierung (9, 10) und der Haltering-Profilierung (11, 12) besteht.Rolling bearing cage (1) which forms an annular structure in which a number of receiving pockets (2) for rolling elements are incorporated, the rolling bearing cage (1) comprising a strip-shaped material section (3) made of sheet metal which is shaped into a ring (4), a retaining ring (7, 8) being arranged in at least one axial end area (5, 6) of the ring (4), the ring (4) having a ring profile in at least one of its axial end areas (5, 6) along its circumference (9, 10), the at least one retaining ring (7, 8) having a retaining ring profile (11, 12) along its circumference, and the ring profile (9, 10) and the retaining ring profile (11, 12 ) are designed congruently in such a way that the ring profile (9, 10) and the retaining ring profile (11, 12) engage in one another in a complementary manner, so that the strip-shaped material section (3) is held in its position formed into the ring (4), the ring profile (9, 10) being designed as radially continuous recesses and the retaining ring profile (11, 12) as radially extending projections which are complementary to the radially continuous recesses; characterized in that the ring profile (9, 10) and the retaining ring profile (11, 12) are shaped in such a way that in the radial direction (r) and in the axial direction (a) of the roller bearing cage (1) there is an undercut between the ring profile (9, 10) and the retaining ring - Profiling (11, 12) consists.
Description
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig, der eine ringförmige Struktur bildet, in die eine Anzahl Aufnahmetaschen für Wälzkörper eingearbeitet ist.The invention relates to a roller bearing cage which forms an annular structure in which a number of receiving pockets for rolling elements are machined.
Wälzlagerkäfige dieser Art sind im Stand der Technik, beispielsweise
Bei geringen Stückzahlen und bei sehr großen Käfigen ist die Herstellung desselben sehr teuer und zeitaufwendig, da - gemessen an den Stückzahlen - sehr hohe Werkzeugkosten entstehen. Zudem ist der Materialeinsatz an Blech gegenüber dem Gewicht des fertigen Käfigs sehr hoch, da als Ausgangsform eine Blechronde oder gewalzte Ringrohlinge verwendet werden.In the case of small quantities and very large cages, the production of the same is very expensive and time-consuming since—measured against the quantities—very high tool costs arise. In addition, the use of sheet metal is very high compared to the weight of the finished cage, since a sheet metal blank or rolled ring blanks are used as the starting shape.
Die Beschaffung von Blechmaterial erfordert in den meisten Fällen ab einer Zuschnittsgröße über 1,5 m eine gewisse Mindestbestellmenge, was zur Unwirtschaftlichkeit der Käfigfertigung führt. Neben den hohen Kosten sind auch entsprechend lange Lieferzeiten bei großen Umformwerkzeugen in Kauf zu nehmen.In most cases, the procurement of sheet metal material requires a certain minimum order quantity from a cut size of more than 1.5 m, which leads to the inefficiency of cage production. In addition to the high costs, correspondingly long delivery times for large forming tools must also be accepted.
Es gibt nur wenige Hersteller, die sehr große Käfige (Außendurchmesser von über 1,5 m) aus einem Käfigrohling aus Blech durch Drückwalzen herstellen können.There are only a few manufacturers who can produce very large cages (outer diameter of more than 1.5 m) from a sheet metal cage blank by flow-forming.
Eine weiter Problematik stellt die Blechdicke dar, da ab ca. 12 mm Blechdicke die Aufnahmetaschen nicht mehr durch Laserschneiden herstellbar sind und teilweise das Gewicht des gedrückten Topfrohlings denjenigen Wert übersteigt, der auf den für die Laserbearbeitung erforderlichen Rundschalttischen bearbeitbar ist. Wasserstrahlschneiden ist oft auch nicht möglich, da ein Topfrohling in einer Wasserstrahlanlage nur schwer zu handhaben ist und ein zusätzlicher Prallschutz notwendig wird.Another problem is the sheet metal thickness, since from a sheet metal thickness of approx. 12 mm the receiving pockets can no longer be produced by laser cutting and the weight of the pressed pot blank sometimes exceeds the value that can be processed on the rotary indexing tables required for laser processing. Water jet cutting is often not possible either, since a pot blank is difficult to handle in a water jet system and additional impact protection is necessary.
Weiterhin gibt es kaum Pressen, mit denen in einen Käfig mit einem Außendurchmesser über 1,2 m Aufnahmetaschen gestanzt werden können.Furthermore, there are hardly any presses with which receiving pockets can be punched into a cage with an outer diameter of more than 1.2 m.
Aus den genannten Gründen werden daher bei großen Durchmessern die Käfige meist aus dem Vollen gefertigt, d. h. durch Dreh- und Fräsoperationen an einem gewalzten Ringrohling. Diese Fertigungsart ist sehr teuer und benötigt einen erheblichen Materialbedarf.For the reasons mentioned, cages with large diameters are usually made from solid, i. H. by turning and milling operations on a rolled ring blank. This type of production is very expensive and requires a considerable amount of material.
Es können also nur Käfige bis ca. 10 mm Blechdicke und ca. 1,2 m Außendurchmesser durch Drückwalzen mit anschließendem Stanzen und Prägen der Taschen hergestellt werden. Alternativ können die Taschen durch Laserschneiden gefertigt werden. Größere Käfige können bislang indes nur aus dem Vollen spanend gefertigt werden. Alternativ kann die Bauart des Bolzenkäfigs verwendet werden, sofern es die Anwendung zulässt.It is therefore only possible to produce cages up to a sheet thickness of approx. 10 mm and an outer diameter of approx. 1.2 m by flow-forming with subsequent punching and embossing of the pockets. Alternatively, the pockets can be made by laser cutting. So far, however, larger cages can only be machined from solid material. Alternatively, the design of the pin cage can be used if the application allows it.
Im Lichte der vorstehenden Problematik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wälzlagerkäfig so auszugestalten, dass es möglich ist, ihn auch mit sehr großem Außendurchmesser kostengünstig herzustellen.In the light of the above problems, the present invention is therefore based on the object of designing a generic roller bearing cage in such a way that it is possible to produce it inexpensively even with a very large outside diameter.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Wälzlagerkäfig einen streifenförmigen Materialabschnitt aus Blech umfasst, der zu einem Ring geformt ist,
wobei in mindestens einem axialen Endbereich des Rings ein Haltering angeordnet ist,
wobei der Ring in mindestens einem seiner axialen Endbereiche entlang seines Umfangs eine Ring-Profilierung aufweist,
wobei der mindestens eine Haltering entlang seines Umfangs eine Haltering-Profilierung aufweist, und
wobei die Ring-Profilierung und die Haltering-Profilierung dergestalt kongruent ausgebildet sind, dass die Ring-Profilierung und die Haltering-Profilierung komplementär ineinander greifen, so dass der streifenförmige Materialabschnitt in seiner zum Ring geformten Lage gehalten wird,
wobei die Ring-Profilierung als radial durchgängige Ausnehmungen (9, 10) und die Halterring-Profilierung (11, 12) als zu den radial durchgän-
gigen Ausnehmungen komplementäre, sich radial erstreckende Vor- sprünge (11, 12) ausgebildet sind, und
wobei die Ring-Profilierung (9, 10) und die Haltering-Profilierung (11, 12) so ausgeformt sind, dass in radialer Richtung (r) und in axialer Richtung (a) des Wälzlagerkäfigs (1) ein Hinterschnitt zwischen der Ring-Profilierung (9, 10) und der Hal-tering-Profilierung (11, 12) besteht.The solution to this problem by the invention is characterized in that
that the roller bearing cage comprises a strip-shaped material section made of sheet metal, which is shaped into a ring,
wherein a retaining ring is arranged in at least one axial end area of the ring,
wherein the ring has a ring profile in at least one of its axial end areas along its circumference,
wherein the at least one retaining ring has a retaining ring profile along its circumference, and
wherein the ring profiling and the retaining ring profiling are designed congruently in such a way that the ring profiling and the retaining ring profiling engage in one another in a complementary manner, so that the strip-shaped material section is held in its ring-shaped position,
the ring profiling as radially continuous recesses (9, 10) and the retaining ring profiling (11, 12) as the radially continuous
Complementary, radially extending projections (11, 12) are formed in the recesses, and
wherein the ring profile (9, 10) and the retaining ring profile (11, 12) are shaped in such a way that in the radial direction (r) and in the axial direction (a) of the roller bearing cage (1) there is an undercut between the ring profile (9, 10) and the retaining ring profile (11, 12).
Bevorzugt ist in beiden axialen Endbereichen des Rings je ein Haltering angeordnet.A retaining ring is preferably arranged in each of the two axial end regions of the ring.
Die Ring-Profilierung besteht bevorzugt aus einer Anzahl äquidistant angeordneter Ausnehmungen, wobei die Haltering-Profilierung aus einer Anzahl äquidistant angeordneter Vorsprünge besteht.The ring profiling preferably consists of a number of equidistantly arranged recesses, the retaining ring profiling consisting of a number of equidistantly arranged projections.
Wie oben erwähnt sind die Ring-Profilierung und die Haltering-Profilierung so ausgeformt, dass in (zumindest eine) radiale Richtung des Wälzlagerkäfigs ein Hinterschnitt zwischen der Ring-Profilierung und der Haltering-Profilierung besteht. Analog ist vorgesehen, dass die Ring-Profilierung und die Haltering-Profilierung so ausgeformt sind, dass in axiale Richtung des Wälzlagerkäfigs ein Hinterschnitt zwischen der Ring-Profilierung und der Haltering-Profilierung besteht. Durch diese Ausgestaltung entsteht eine praktisch selbsthaltende Einheit, d. h. die Halteringe können sich vom Ring nicht mehr ohne weiteres lösen.As mentioned above, the ring profile and the retaining ring profile are formed in such a way that there is an undercut between the ring profile and the retaining ring profile in (at least one) radial direction of the roller bearing cage. Analogously, it is provided that the ring profiling and the retaining ring profiling are formed so that in axial There is an undercut between the ring profile and the retaining ring profile in the direction of the roller bearing cage. This configuration creates a practically self-retaining unit, ie the retaining rings can no longer easily become detached from the ring.
Der streifenförmige Materialabschnitt besteht aus Metall, insbesondere aus einem Blech.The strip-shaped material section consists of metal, in particular sheet metal.
Der streifenförmige Materialabschnitt kann auch aus mehreren Segmenten bestehen, die zusammen den Ring bilden. So können auch sehr große Käfige aus einfach zu fertigenden Materialabschnitten zusammengesetzt werden.The strip-shaped material section can also consist of several segments which together form the ring. In this way, even very large cages can be assembled from material sections that are easy to manufacture.
Vorzugsweise ist der streifenförmige Materialabschnitt in seinen Endbereichen jeweils mit einer Endprofilierung versehen, wobei die beiden Endprofilierungen kongruent zueinander ausgebildet sind und komplementär zusammengesetzt werden können.The strip-shaped material section is preferably provided with an end profile in each of its end regions, with the two end profiles being configured congruently with one another and being able to be assembled in a complementary manner.
Der vorgeschlagene Wälzlagerkäfig kommt besonders bevorzugt als Kegelrollenlagerkäfig oder als Zylinderrollenlagerkäfig zum Einsatz.The proposed roller bearing cage is particularly preferably used as a tapered roller bearing cage or as a cylindrical roller bearing cage.
Er weist bevorzugt einen Außendurchmesser auf, der mindestens 1.000 mm beträgt, vorzugsweise mindestens 2.000 mm.It preferably has an outer diameter of at least 1000 mm, preferably at least 2000 mm.
Bleche bzw. Blechsegmente entsprechend der vorliegenden Erfindung können in einfacher Weise aus Tafeln oder Coils leicht durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden - alternativ auch durch Stanznippeln oder Fräsen - hergestellt werden. Der Materialeinsatz ist vergleichsweise gering. Es fallen so gut wie keine Werkzeugkosten an. Das Aufwickeln der Konusse (insbesondere im Falle von Kegelrollenlagerkäfigen) - also die Formung des streifenförmigen Materialabschnitts zum Ring - kann mit herkömmlichen Rollbiegevorrichtungen geschehen.Sheets or sheet metal segments according to the present invention can easily be produced from sheets or coils by laser or water jet cutting—alternatively also by punching nipples or milling. The use of materials is comparatively low. There are almost no tool costs. The winding of the cones (in particular in the case of tapered roller bearing cages)—that is, the shaping of the strip-shaped material section into a ring—can be done with conventional roll-bending devices.
Durch die Abwicklung des Käfigmantels (d. h. durch den streifenförmigen Materialabschnitt) liegt in den meisten Fällen die Blechbreite unter 1,5 m. Hierdurch sind Mindestbestellmengen (meist 25 t) nicht mehr notwendig. Solche Käfige können somit sehr schnell und kostengünstig hergestellt werden, da große Werkzeuge mit langen Lieferzeiten nicht erforderlich sind.Due to the unwinding of the cage shell (i.e. through the strip-shaped material section), the sheet metal width is less than 1.5 m in most cases. This means that minimum order quantities (usually 25 t) are no longer necessary. Such cages can thus be manufactured very quickly and inexpensively, since large tools with long delivery times are not required.
Die Erfindung ermöglicht es somit, auch sehr große Käfige mit geringen Werkzeugkosten und Materialbedarf wirtschaftlich herzustellen.The invention thus makes it possible to economically produce even very large cages with low tool costs and material requirements.
Ein technischer Vorteil ist auch die Möglichkeit, die Käfige ohne teure Montagevorrichtungen (Einziehglocke) zu verbauen, da der offene Konus (namentlich in segmentierter Bauweise) von außen über die Rollen montiert und geschlossen werden kann. Auch ist es bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung generell möglich, den Käfig zerstörungsfrei wieder zu demontieren.A technical advantage is also the possibility of installing the cages without expensive assembly devices (retracting bell), since the open cone (particularly in a segmented design) can be assembled and closed from the outside via the rollers. It is also generally possible with the proposed embodiment to dismantle the cage again without destroying it.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Wälzlagerkäfigs eines Kegelrollenlagers, -
2 die Draufsicht auf den Käfig gemäß1 , -
3 die Einzelheit „A“ gemäß2 , -
4 den Schnitt A-A gemäß2 , -
5 die Draufsicht auf einen ebenen streifenförmigen Materialabschnitt, aus dem ein Ring geformt wird, der Bestandteil des Wälzlagerkäfigs gemäß1 ist, -
6 die Einzelheit „B“ gemäß5 , -
7 die Draufsicht auf einen oberen Haltering des Wälzlagerkäfigs gemäß1 , -
8 die Einzelheit „C“ gemäß7 , -
9 die Draufsicht auf einen unteren Haltering des Wälzlagerkäfigs gemäß1 , -
10 die Einzelheit „D“ gemäß9 , -
11 die Draufsicht auf einen Teil des Wälzlagerkäfigs gemäß1 , -
12 den Schnitt A-A gemäß11 , -
13 die Einzelheit „E“ gemäß11 , -
14 einen Teil des streifenförmigen Materialabschnitts, ähnlich zu5 , wobei eine vergrößerte Darstellung wiedergegeben ist, -
15 die Ansicht „Y“ gemäß14 , -
16 die Einzelheit „C“ bzw. „D“ gemäßden 7 bzw.9 gemäß einer alternativen Ausgestaltung, -
17 in perspektivischer Darstellung die umfangsseitigen Enden des streifenförmigen Materialabschnitts mit jeweiliger Endprofilierung, -
18 die Ansicht „Y“ gemäß17 auf das eine umfangsseitige Ende des streifenförmigen Materialabschnitts, -
19 die Andeutung des Montagevorgangs der beiden umfangsseitigen Enden des streifenförmigen Materialabschnitts in verschiedenen Montagestadien, -
20 die verbundenen umfangsseitigen Enden des streifenförmigen Materialabschnitts gemäß einer Verbindungsmöglichkeit mittels einiger Verbindungskabel, -
21 die Darstellung gemäß20 ohne Verbindungskabel, -
22 denSchnitt A-A gemäß 20 , -
23 in perspektivischer Darstellung die verbundenen umfangsseitigen Enden des streifenförmigen Materialabschnitts gemäß20 , -
24 das eine umfangsseitige Ende des streifenförmigen Materialabschnitts gemäß20 , -
25 denSchnitt B-B gemäß 24 , -
26 das andere umfangsseitige Ende des streifenförmigen Materialabschnitts gemäß20 und -
27 den Schnitt C-C gemäß26 .
-
1 a perspective view of a roller bearing cage of a tapered roller bearing, -
2 according to the top view of thecage 1 , -
3 the detail "A" according to2 , -
4 according tosection AA 2 , -
5 the plan view of a flat strip-shaped material section from which a ring is formed, which is part of the roller bearing cage according to1 is, -
6 the detail "B" according to5 , -
7 according to the plan view of an upper retaining ring of theroller bearing cage 1 , -
8th the detail "C" according to7 , -
9 according to the top view of a lower retaining ring of theroller bearing cage 1 , -
10 the detail "D" according to9 , -
11 according to the top view of a part of theroller bearing cage 1 , -
12 according tosection AA 11 , -
13 the detail "E" according to11 , -
14 a part of the strip-shaped material section, similar to5 , where an enlarged view is shown, -
15 the view "Y" according to14 , -
16 the detail "C" or "D" according to the7 or.9 according to an alternative embodiment, -
17 a perspective view of the peripheral ends of the strip-shaped material section with the respective end profiling, -
18 the view "Y" according to17 on one peripheral end of the strip-shaped material section, -
19 the indication of the assembly process of the two circumferential ends of the strip-shaped material section in different assembly stages, -
20 the connected peripheral ends of the strip-shaped material section according to a possibility of connection by means of some connection cables, -
21 the representation according to20 without connection cable, -
22 according tosection AA 20 , -
23 a perspective view of the connected peripheral ends of the strip-shaped material section according to FIG20 , -
24 according to one peripheral end of the strip-shapedmaterial section 20 , -
25 according tosection BB 24 , -
26 the other peripheral end of the strip-shaped material section according to20 and -
27 according to the section CC26 .
In den
Der Wälzlagerkäfig 1, wie er in
Der Ring 4 ist dabei aus einem ebenen streifenförmigen Materialabschnitt 3 geformt, die als ebene Struktur gemäß
Wie insbesondere aus den
Die Profilierung 9 und 10 bzw. 11 und 12 sind dabei kongruent zueinander ausgebildet, wodurch es sich ergibt, dass im fertig montierten Zustand des Käfigs 1, wie in
In den genannten Figuren ist zu sehen, dass in den streifenförmigen Materialabschnitt 3 rechteckförmige Ausnehmungen 9 bzw. 10 (siehe insbesondere
Die Halteringe 7 bzw. 8 können einstückig hergestellt sein, allerdings auch - analog zur Fertigung des Rings 4 aus dem streifenförmigen Materialabschnitt 3 - aus einem streifenförmigen Materialabschnitt bestehen, der zum Haltering 7 bzw. 8 gebogen ist. Im letztgenannten Fall ist dann bevorzugt vorgesehen, dass die umfangseitigen Endbereiche des Rings 4 einerseits und des Halterings 7 bzw. 8 andererseits so montiert werden, dass die Stoßstellen in Umfangsrichtung des Wälzlagerkäfigs 1 versetzt angeordnet sind.The retaining rings 7 and 8 can be made in one piece, but also - analogous to the manufacture of the
Sowohl für den Ring 4, als auch für die Halteringe 7 und 8 gilt, dass sie nicht zwingend aus einem einzigen Materialabschnitt bestehen müssen; in beiden Fällen kann eine segmentierte Ausgestaltung (d. h. eine Herstellung aus mehreren Umfangsteilen) vorgesehen werden, was besonders bei sehr großen Durchmessern des Käfigs vorteilhaft ist.It applies to both the
In den
Dabei ist vorgesehen, dass die Profilierungen so ausgeführt werden, dass sowohl in radiale Richtung r als auch in axiale Richtung a (siehe hierzu
In den
An den Stoßstellen des streifenförmigen Materialabschnitts 3, die es gilt, miteinander zu verbinden, sind Endprofilierungen 13 bzw. 14 vorgesehen (siehe am besten hierzu
Aus der Zusammenschau der
Die in
In den
Gemäß der in den genannten Figuren dargestellten Lösung werden die Umfangsenden hier allerdings durch Kabel 20 miteinander verbunden, die in den umfangsseitigen Endbereichen des Materialabschnitts 3 bzw. des Rings 4 angeordnet sind und die die beiden Enden zusammenhalten.According to the solution shown in the figures mentioned, however, the peripheral ends are connected to one another by
Die Kabel 20 sind in den jeweiligen Endbereichen des Materialabschnitts 3 verankert, wozu verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung stehen. Im Ausführungsbeispiel gemäß den
Um das eine Ende des Kabels 20 mit Formschluss festzulegen, können auch Presshülsen 24 (siehe
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Wälzlagerkäfigroller bearing cage
- 22
- Aufnahmetaschereceiving bag
- 33
- streifenförmiger Materialabschnittstrip-shaped section of material
- 44
- Ringring
- 55
- axialer Endbereichaxial end area
- 66
- axialer Endbereichaxial end area
- 77
- Halteringretaining ring
- 88th
- Halteringretaining ring
- 99
- Ring-Profilierungring profiling
- 1010
- Ring-Profilierungring profiling
- 1111
- Haltering-Profilierungretaining ring profiling
- 1212
- Haltering-Profilierungretaining ring profiling
- 1313
- Endprofilierungfinal profiling
- 1414
- Endprofilierungfinal profiling
- 2020
- Kabel / Draht / Seilcable / wire / rope
- 2121
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Verdickungthickening
- 2323
- Ankerelementanchor element
- 2424
- Presshülse press sleeve
- rright
- radiale Richtungradial direction
- aa
- axiale Richtungaxial direction
Claims (7)
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- 2015-04-08 DE DE102015206223.6A patent/DE102015206223B4/en active Active
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