DE102015206224B4 - Rolling 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) umfasst, der zu einem Ring (4) geformt ist, wobei der zum Ring (4) geformte streifenförmige Materialabschnitt (3) durch mindestens ein zumindest teilweise um den Umfang des Rings (4) umlaufendes Halteelement (5, 6) in seiner Ringform gehalten wird und das mindestens eine Halteelement (5, 6) mäanderförmig abwechselnd an der Außenseite (9) des Rings (4) und an der Innenseite (10) des Rings (4) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Materialabschnitt (3) aus mehreren Segmenten besteht, die zusammen den Ring (4) bilden. Rolling bearing cage (1) which forms an annular structure into which a number of receiving pockets (2) for rolling elements is incorporated, wherein the rolling bearing cage (1) comprises a strip-shaped material portion (3) which is formed into a ring (4), wherein the to the ring (4) shaped strip-shaped material portion (3) by at least one at least partially around the circumference of the ring (4) circumferential holding element (5, 6) is held in its annular shape and the at least one holding element (5, 6) meandering alternately at the Outer side (9) of the ring (4) and on the inside (10) of the ring (4), characterized in that the strip-shaped material portion (3) consists of a plurality of segments which together form the ring (4).
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 is incorporated.
Wälzlagerkäfige dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt.Rolling bearing cages of this type are well known in the art.
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.For small quantities and for very large cages, the production of the same is very expensive and time-consuming, because - in terms of quantities - very high tooling costs arise. In addition, the material used on sheet metal compared to the weight of the finished cage is very high, since the starting form a sheet metal blank or rolled ring blanks are used.
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.The procurement of sheet material in most cases requires a certain minimum order quantity from a blank size of more than 1.5 m, which leads to the inefficiency of the cage production. In addition to the high costs and correspondingly long delivery times for large forming tools are to 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 that can produce very large cages (outer diameter of more than 1.5 m) from a cage blank made of sheet metal by spin forming.
Eine weitere 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 thickness is because from about 12 mm sheet thickness, the receiving pockets are no longer produced by laser cutting and sometimes exceeds the weight of the pressed pot blank that value that is editable on the required for laser processing indexing tables. Water jet cutting is often not possible, as a pot blank in a water jet system is difficult to handle and an 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 can be punched in a cage with an outer diameter over 1.2 m receiving pockets.
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, therefore, the cages are usually made of solid at large diameters, d. 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. Ein Blechkäfig in Bolzenbauweise für ein klein bzw. normal bemaßtes Lager ist beispielsweise aus der
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 problem, the present invention therefore has the object to provide a generic rolling bearing cage in such a way that it is possible to produce him inexpensively with a very large outside diameter.
Der gattungsgemäße Wälzlagerkäfig umfasst einen streifenförmigen Materialabschnitt, der zu einem Ring geformt ist, wobei der zum Ring geformte streifenförmige Materialabschnitt durch mindestens ein zumindest teilweise um den Umfang des Rings umlaufendes Halteelement in seiner Ringform gehalten wird. Dabei verläuft das mindestens eine Halteelement mäanderförmig abwechselnd an der Außenseite des Rings und an der Innenseite des Rings. In diesem Falle sind vorzugsweise in den Ring Bohrungen eingearbeitet, die zum Durchtritt des Halteelements dienen.The generic rolling bearing cage comprises a strip-shaped material portion, which is formed into a ring, wherein the ring-shaped strip-shaped material portion is held by at least one at least partially encircling the circumference of the ring holding member in its annular shape. In this case, the at least one holding element runs meander-shaped alternately on the outside of the ring and on the inside of the ring. In this case, bores are preferably incorporated in the ring, which serve for the passage of the retaining element.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Materialabschnitt aus mehreren Segmenten besteht, die zusammen den Ring bilden. So können auch sehr große Käfige aus einfach zu fertigenden Materialabschnitten zusammengesetzt werden.The solution of this problem by the invention is characterized in that the strip-shaped material portion consists of several segments which together form the ring. So even very large cages can be assembled from easy to produce material sections.
Bevorzugt ist das mindestens eine Halteelement ein Kabel, ein Seil oder ein Draht. Es läuft dabei vorzugsweise um den gesamten Umfang des Rings um.Preferably, the at least one retaining element is a cable, a rope or a wire. It preferably runs around the entire circumference of the ring.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein erstes Halteelement im axialen Bereich zwischen den Aufnahmetaschen und dem einen axialen Ende des Rings und ein zweites Halteelement im axialen Bereich zwischen den Aufnahmetaschen und dem anderen axialen Ende des Rings angeordnet ist.A preferred embodiment of the invention provides that a first holding element in the axial region between the receiving pockets and the one axial end of the ring and a second holding element in the axial region between the receiving pockets and the other axial end of the ring is arranged.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass am Ring eine Anzahl Halteösen angeordnet sind, die zum Durchtritt und zur Führung des mindestens einen Halteelements dienen. Die Halteösen sind dabei bevorzugt aus dem Material des streifenförmigen Materialabschnitts ausgeformt.Another preferred embodiment of the invention provides that the ring a number Holding eyes are arranged, which serve for the passage and for guiding the at least one holding element. The holding eyes are preferably formed from the material of the strip-shaped material section.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass aus einem ebenen Blechstreifen per Laserstrahlschneiden oder per Wasserstrahlschneiden eine solche Kontur ausgeschnitten wird, die die Halteösen mit ausbildet. Die Halteösen können dann in die benötigte bestimmungsgemäße Lage aus der Ebene des Blechstreifens herausgebogen werden.In this case, it may in particular be provided that such a contour is cut out of a flat metal strip by means of laser beam cutting or by water jet cutting, which forms the holding eyes with. The eyelets can then be bent out into the required position as intended from the plane of the metal strip.
Der streifenförmige Materialabschnitt besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Blech.The strip-shaped material section is preferably made of metal, in particular of sheet metal.
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.Preferably, the strip-shaped material portion is provided in its end regions in each case with an end profile, wherein the two end profiles are formed congruent to each other and can be assembled in a complementary manner.
Der vorgeschlagene Wälzlagerkäfig kommt besonders bevorzugt als Kegelrollenlagerkäfig oder als Zylinderrollenlagerkäfig zum Einsatz.The proposed rolling 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 which is at least 1,000 mm, preferably at least 2,000 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.Sheet metal or sheet metal segments according to the present invention can be easily produced from sheets or coils by laser or water jet cutting - alternatively by punching nipples or milling. The material usage is comparatively low. There are almost no tooling costs. The winding of the cones (especially in the case of tapered roller bearing cages) - ie the formation of the strip-shaped material section to the 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 development of the cage shell (ie through the strip-shaped material section), in most cases the sheet width is less than 1.5 m. As a result, minimum order quantities (usually 25 t) are no longer necessary. Such cages can thus be made very quickly and inexpensively, because 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 produce even very large cages with low tooling costs and material requirements economically.
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 (mittels des Halteelements in Form eines Seil, eines Kabels bzw. eines Drahts). Auch ist es bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung generell möglich, den Käfig zerstörungsfrei wieder zu demontieren.A technical advantage is also the ability to obstruct the cages without expensive mounting devices (Einziehglocke), since the open cone (namely in segmented design) can be mounted and closed from outside over the rollers (by means of the holding element in the form of a rope, a cable or a wire). Also, it is generally possible in the proposed embodiment, to dismantle the cage non-destructive again.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Wälzlagerkäfigs eines Kegelrollenlagers, -
2 die Seitenansicht des Käfigs gemäß1 , -
3 die Einzelheit „C“ gemäß2 , -
4 die Draufsicht des Käfigs gemäß1 , -
5 den Schnitt A-A gemäß2 , -
6 die Draufsicht auf einen ebenen streifenförmigen Materialabschnitt, aus dem ein Ring geformt wird, der Bestandteil des Wälzlagerkäfigs gemäß1 ist, -
7 die Einzelheit „D“ gemäß6 , -
8 den Schnitt B-B gemäß7 , -
9 eine perspektivische Darstellung eines alternativen Wälzlagerkäfigs eines Kegelrollenlagers, -
10 die Seitenansicht des Käfigs gemäß9 , -
11 die Einzelheit „A“ gemäß10 , -
12 den Schnitt C-C gemäß10 , -
13 den Endabschnitt des streifenförmigen Materialabschnitts mit ausgeschnittenen Halteösen, noch in der Ebene des streifenförmigen Materialabschnitts liegend, -
14 in perspektivischer Darstellung einen Teilschnitt des Endabschnitts gemäß13 mit in die Benutzungslage herausgebogenen Halteösen, -
15 den Endabschnitt des streifenförmigen Materialabschnitts analog zu13 in einer alternativen Ausgestaltung mit ausgeschnittenen Halteösen, noch in der Ebene des streifenförmigen Materialabschnitts liegend, -
16 die zusammenwirkenden Enden des zum Ring gebogenen streifenförmigen Materialabschnitts in der Seitenansicht mit in die Benutzungslage gebogenen Halteösen, -
17 in perspektivischer Darstellung die umfangsseitigen Enden des streifenförmigen Materialabschnitts mit jeweiligen 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 rolling bearing cage of a tapered roller bearing, -
2 the side view of the cage according to1 . -
3 the detail "C" according to2 . -
4 the top view of the cage according to1 . -
5 the section AA according to2 . -
6 the top view of a flat strip-shaped material portion from which a ring is formed, the part of the rolling bearing cage according to1 is -
7 the detail "D" according to6 . -
8th the section BB according to7 . -
9 a perspective view of an alternative rolling bearing cage of a tapered roller bearing, -
10 the side view of the cage according to9 . -
11 the detail "A" according to10 . -
12 the section CC according to10 . -
13 the end portion of the strip-shaped material portion with cut-out eyelets, still lying in the plane of the strip-shaped material portion, -
14 in perspective view a partial section of the end portion according to13 with eyebolts bent out into the position of use, -
15 the end portion of the strip-shaped material section analogous to13 in an alternative embodiment with cut-out eyelets, still lying in the plane of the strip-shaped material section, -
16 the cooperating ends of the ring-shaped strip-shaped material section bent in the side view with holding eyes bent into the use position, -
17 in a perspective view the peripheral ends of the strip-shaped material section with respective end profiling, -
18 the view "Y" according to17 on the one circumferential 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 circumferential ends of the strip-shaped material section according to a connection possibility by means of some connecting cables, -
21 the representation according to20 without connecting cable, -
22 the section AA according to20 . -
23 in perspective view of the connected peripheral ends of the strip-shaped material portion according to20 . -
24 the one circumferential end of the strip-shaped material section according to20 . -
25 the section BB according to24 . -
26 the other circumferential end of the strip-shaped material section according to20 and -
27 the section CC according to26 ,
In den
Der Wälzlagerkä
Der Ring
Damit der Ring
Wie aus den Detaildarstellungen und insbesondere aus
Wie am besten in
Während in den
In den
Eine alternative Ausgestaltung der Halteösen
Für den Ring
In den
An den Stoßstellen des streifenförmigen Materialabschnitts
Aus der Zusammenschau der
Die in
In den
Gemäß der in den genannten Figuren dargestellten Lösung werden die Umfangsenden hier allerdings durch Kabel
Die Kabel
Um das eine Ende des Kabels
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WälzlagerkäfigRolling bearing cage
- 22
- Aufnahmetaschereceiving pocket
- 33
- streifenförmiger Materialabschnittstrip-shaped material section
- 44
- Ringring
- 55
- Halteelement (Seil, Kabel, Draht)Retaining element (rope, cable, wire)
- 66
- Halteelement (Seil, Kabel, Draht)Retaining element (rope, cable, wire)
- 77
- axiales Endeaxial end
- 88th
- axiales Endeaxial end
- 99
- Außenseite des RingsOutside of the ring
- 1010
- Innenseite des RingsInside of the ring
- 1111
- Bohrungdrilling
- 1212
- Halteöseretaining eye
- 1313
- Endprofilierungend profile
- 1414
- Endprofilierungend profile
- 2020
- Kabel / Draht / SeilCable / wire / rope
- 2121
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Verdickungthickening
- 2323
- Ankerelementanchor member
- 2424
- Presshülse compression sleeve
- rr
- radiale Richtungradial direction
- aa
- axiale Richtungaxial direction
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