DE102019201554A1

DE102019201554A1 - Lagerkäfigsegment mit Schweißmaterialstelle

Info

Publication number: DE102019201554A1
Application number: DE102019201554.9A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Friedrich; Norbert Huhn; Thomas Kettner; Manfred Mattes; Harald Metz; Achim Mueller; Alfred Radina; Jonas Schierling; Maximilian Soellner; Markus Volkmuth
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2020-08-13
Also published as: US11105372B2; US20200256391A1; CN111536160A

Abstract

Offenbart wird ein Lagerkäfigsegment (2; 4) eines Metallblechkäfigs (1), insbesondere für ein Nadellager, mit einem ersten Ringabschnitt (10), zumindest einem zweiten Ringabschnitt (12) und mehreren, den ersten Ringabschnitt (10) und den zumindest einen zweiten Ringabschnitt (12) miteinander verbindenden Stegen (14), wobei zwischen den Stegen (14) jeweils eine Tasche (16) zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers gebildet ist, wobei dass das Lagerkäfigsegment (2; 4) zumindest eine erste in Umfangsrichtung weisende Stoßkante (6; 8) aufweist, die dazu ausgelegt ist, mit einer zweiten Stoßkante (6; 8) verbunden zu werden, und wobei an der ersten und/oder zweiten Stoßkante (6; 8) mindestens eine Stelle (20; 22; 24) vorgesehen ist, an der ein Schweißmaterial für einen Schweißvorgang angeordnet ist, sowie ein Metallblechkäfig mit einem solchen Lagerkäfigsegment, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Metallblechkäfigs.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Lagerkäfigsegment eines Metallblechkäfigs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Außerdem betrifft die Erfindung einen Metallblechkäfig mit einem solchen Lagerkäfigsegment.
Aus dem Stand der Technik sind Lagerkäfige bekannt, die aus einem oder mehreren rundgebogenen Käfigsegmenten aus Metallblech zusammengesetzt sind, die an ihren Stoßkanten jeweils miteinander, beispielsweise durch Schweißen verbunden sind.
Dabei ist bekannt, die Struktur und Kontur derartiger Lagerkäfigsegmente mittels Stanzen und Prägen herzustellen. Hierzu wird in einem ersten Schritt ein Metallband in Längsrichtung intermittierend fortbewegt, wobei mittels einer Stanzpresse sich quer erstreckende Schlitze gebildet werden. In einem weiteren Schritt wird das Metallband mittels einer Querschneidvorrichtung abgelängt, so dass ein leiterartig geformtes Blechteil gebildet ist, wobei die „Sprossen“ dieses Teils Stege des Lagerkäfigsegments bilden, die Schlitze des Teils Taschen des Lagerkäfigsegments und die „Holme“ des Teils die Ringabschnitte des Lagerkäfigsegments. In einem folgenden Schritt werden dann die Ringabschnitte durch Rundformen auf den gewünschten Krümmungsradius gebogen.
Das Ablängen erfolgt dabei üblicherweise im Bereich einer Tasche, so dass an den Ringabschnitten jeweils eine Stoßkante gebildet ist und dazwischen eine „Teiltasche“. Beim Zusammensetzen des Lagerkäfigsegments zum fertigen Käfig werden diese Stoßkanten mit zwei weiteren, analog gebildeten Stoßkanten zusammengeschweißt, so dass durch die Verbindung der „Teiltaschen“ eine „Schweißtasche“ gebildet wird.
Das Ablängen ist ein Stanzprozess, bei dem es zu einem kombinierten Scherschneiden und Brechen kommt. Aus diesem Grund sind die durch das Ablängen des Metallblechs gebildeten, in Umfangsrichtung weisenden Stoßkanten der Ringabschnitte zu wenig maßhaltig, um unmittelbar als Schweißfläche dienen zu können. Daher ist hier üblicherweise eine Nachbearbeitung erforderlich. Zudem wird beim Ablängen typischerweise eine Schneidflüssigkeit verwendet, die im Weiteren noch entfernt werden muss.
Die Nachbearbeitung ist dabei zwangsläufig mit einem Materialabtrag verbunden. Wenn daher nach dem Rundbiegen des Lagerkäfigsegments die nachbearbeiteten Stoßkanten einfach mit den entsprechenden, in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Stoßkanten verschweißt werden würden, so entstünde an dieser Verbindungsstelle eine Schweißtasche, die in Umfangsrichtung betrachtet eine andere Breite hätte als die anderen Taschen. Aus diesem Grund werden gemäß dem Stand der Technik nach dem Ablängen die Ringabschnitte zunächst um etwa eine ganze Taschenbreite verkürzt und erst dann nachbearbeitet, so dass sie hinsichtlich der gewünschten Taschenbreite die richtige Länge zur Verbindung mit den gegenüberliegenden Stoßkanten aufweisen. Die letzte Tasche geht auf diese Weise als Ausschuss verloren. Dementsprechend kommt es hier neben dem zusätzlichen Aufwand der Nachbearbeitung auch zu einem signifikanten Materialverlust.
Zudem stellt die Schweißverbindung beim hier beschriebenen Stand der Technik die schwächste Stelle des fertigen Käfigs dar. Wenn ein solcher Käfig im Betriebsfall bricht, zum Beispiel durch die auftretenden Zentrifugalkräfte, so wird das Brechen in der Regel an der Stelle der Schweißverbindung erfolgen. Die Qualität der Schweißverbindung ist somit von besonderer Bedeutung, weil die Leistungsfähigkeit des fertigen Lagerkäfigs maßgeblich hiervon abhängt.
Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Lagerkäfigsegment vorzustellen, das sich besonders zur Herstellung einer zuverlässigen Verbindung zur Bildung eines Lagerkäfigs eignet.
Diese Aufgabe wird durch ein Lagerkäfigsegment gemäß Patentanspruch 1, einem Metallblechkäfig gemäß Patentanspruch 9, und einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Im Folgenden wird ein Lagerkäfigsegment eines Metallblechkäfigs, insbesondere für ein Nadellager bereitgestellt, das einen ersten Ringabschnitt, zumindest einen zweiten Ringabschnitt und mehrere, den ersten Ringabschnitt und den zumindest einen zweiten Ringabschnitt miteinander verbindende Stege aufweist, wobei zwischen den Stegen jeweils eine Tasche zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers gebildet ist. Das Lagerkäfigsegment weist mindestens eine erste, in Umfangsrichtung weisende Stoßkante auf, die dazu ausgelegt ist, mit einer zweiten Stoßkante verbunden zu werden. Die zweite Stoßkante kann dabei, wie weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen, entweder an dem gleichen Lagerkäfigsegment oder einem zweiten weiteren Lagerkäfigsegment angeordnet sein. Das Lagerkäfigsegment kann für einen einreihigen oder mehrreihigen Lagerkäfig ausgebildet sein.
Um eine zuverlässige Verbindung zwischen den Stoßkanten zu erreichen, ist weiterhin an der ersten und/oder zweiten Stoßkante mindestens eine Stelle vorgesehen, an der ein Schweißmaterial für einen Schweißvorgang angeordnet ist. Dieses Schweißmaterial dient dazu, sich beim Verschweißen zu verflüssigen und eine Schweißnaht auszubilden, so dass die Stoßkanten selbst nicht in den Schweißprozess einbezogen werden müssen. Dadurch kann die Maßhaltigkeit und die Schweißverbindung verbessert werden. Dabei ist die Schweißmaterialstelle insbesondere eine gezielt verkleinerte und angepasste Kontaktfläche für einen Schweißprozess.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Widerstandsschweißen zum Einsatz kommt, bei dem die Verbindungspartner, in diesem Fall die Lagerkäfigsegmente, beziehungsweise die Stoßkanten des Lagerkäfigsegments, normalerweise bis zu einem Erreichen der Schweißtemperatur erhitzt werden und dann die Stoßkanten unter Krafteinwirkung durch das Erstarren der Schmelze, durch Diffusion oder auch in fester Phase verschweißt werden. Dies führt jedoch regelmäßig zu einer Beeinträchtigung der Maßhaltigkeit des Lagerkäfigs, da die Stoßkanten selbst in den Schweißprozess eingebunden sind. Durch die vorgeschlagenen Stellen mit Schweißmaterial wird dagegen erreicht, dass der Widerstand, den die Schweißmaterialstellen dem Strom bieten, gezielt einstellbar bzw. definierbar, insbesondere erhöht werden kann, so dass sich das Schweißmaterial schon bei geringer Strombeaufschlagung verflüssigt, und dazu dienen kann, die Stoßkanten miteinander zu verschweißen.
Allgemein nutzen alle Varianten des Widerstandsschweißens die Wärme, die von einem lokalen Stromfluss in den zu verbindenden Teile erzeugt wird, für den Schweißprozess, wobei die auf das Werkstück aufgebrachte Wärme sich mit folgender Formel berechnen lässt: $W_{S} = I_{S}^{2} R_{S} t_{S},$
wobei W_s die Schweißenergie, Is der Schweißstrom, R_s der Widerstand an der Schweißstelle und ts die Schweißzeit ist.
Dabei ist der Widerstand R_s von dem Material, der Menge und der Ausdehnung des Materials abhängig.
Somit ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Form und/oder die Menge und/oder das Material des Schweißmaterials an den zu erwarteten Schweißprozess angepasst ist.
Ist der spezielle Widerstand der Schweißmaterialstellen bekannt, kann beispielsweise die Stromzufuhr, und damit die Wärmentwicklung derart angepasst werden, dass lediglich das Schweißmaterial verflüssigt wird, die Lagerkäfigsegmente, beziehungsweise die Stoßkanten, aber keine Gefügeumwandlung erfahren. Dadurch kann die Maßhaltigkeit des Lagerkäfigs beibehalten und der Widerstandsschweißprozess automatisch beendet werden, sobald das Schweißmaterial verflüssigt ist.
Es ist deshalb besonders bevorzugt, wenn die Form und/oder Länge und/oder das Material des Schweißmaterials an den zu erwarteten Stromfluss eines elektrischen Widerstandsschweißprozesses angepasst ist.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Schweißmaterial aus dem gleichen Material wie das Lagerkäfigsegment, wobei vorzugsweise Schweißmaterial und Lagerkäfigsegment integral ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch möglich, dass an mindestens einer Stelle das Schweißmaterial und das Lagerkäfigsegment aus unterschiedlichen Materialen hergestellt sind. Dadurch kann zum einen über die Wahl des Materials die Schweißverbindung bzw. Schweißnaht beeinflusst werden, während andererseits, bei einer gleichen Ausbildung das Schweißmaterial im gleichen Fertigungsprozess hergestellt werden kann wie das Lagerkäfigsegment selbst.
Wie oben schon erwähnt kann die Stoßkante sowohl im Bereich eines zu bildenden Stegs oder im Bereich einer zu bildenden Tasche angeordnet sein. Da die Stoßkanten selbst nicht vom Schweißprozess beeinflusst werden können, exakt dimensionierte zu bildende Taschen beziehungsweise zu bildende Stege ausgeformt werden.
Dabei ist besonders vorteilhaft, die Stoßkante im Bereich des zu bildenden Stegs anzuordnen. Auf diese Weise ist ausreichend Raum für die Ausbildung der Schweißmaterialstelle(n) an der Stoßkante gegeben. Zudem kann an der Stegfläche eine insgesamt vergrößerte Verbindungsfläche erzielt werden, wodurch die Stabilität der Verbindung erhöht werden kann.
In der Folge können die Taschen mit größerer axialer Erstreckung gestaltet werden, so dass längere Wälzkörper, also beispielsweise längere Nadeln Verwendung finden können. Auf diese Weise kann die Belastbarkeit eines entsprechend gebildeten Lagers erhöht werden, so dass sich das Lager zur Aufnahme höherer Lagerkräfte eignet. Zudem kann - normal zur Umfangsrichtung betrachtet - der Lagerkäfig insgesamt dünner ausgestaltet sein, wodurch sich eine entsprechende Materialersparnis erzielen lässt.
Ferner wird durch die Gestaltung der Stoßkante im Bereich des zu bildenden Stegs keine endseitige Teiltasche gebildet, so dass bereits insoweit der beim eingangs genannten Stand der Technik gegebene Materialverlust der „letzten Tasche“ vermieden werden kann.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn für die in Umfangsrichtung gemessene Breite b eines Teilstegs zum Bilden des zu bildenden Stegs gilt: 0,5 d ≤ b ≤ d, wobei d die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Stege ist. Durch diese Wahl lässt sich erzielen, dass der zu bildende Steg bei geringem Materialeinsatz eine für die Schweißverbindung ausreichende Stabilität aufweist.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Stoßkante im Bereich des Stegs liegt darin, dass durch das Schweißmaterial vorteilhafterweise keine zusätzliche mechanische Kontrolle erforderlich ist, um das Widerstandschweißen zum richtigen Zeitpunkt zu beenden. Dies geschieht automatisch, wenn die kleinen Schweißmaterialstellen geschmolzen sind und der kontaktierende Querschnitt von den kleinen Stellen mit Schweißmaterial auf den gesamten Bereich der Stoßkante ausgedehnt wird. Da dieser Effekt bei Stoßkanten, die sich über die gesamte Breite des Käfigs erstrecken, also im Bereich des Stegs angeordnet sind, besonders groß ist, ist, wie oben erwähnt, die Anordnung am Steg besonders bevorzugt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist mindestens eine der Schweißmaterialstellen als ein Ausrichtungselement ausgestaltet, dass eine radiale, axiale und/oder umfängliche Ausrichtung der ersten Stoßkante auf die zweite Stoßkante ermöglicht. Dazu können beispielsweise zwei Schweißmaterialstellen komplementär zueinander ausgestattet sein, und miteinander zusammenwirken, um die Stoßkanten axial, radial und/oder umfänglich aufeinander auszurichten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist bei einer integralen Ausgestaltung von Schweißmaterialstelle und Lagerkäfigsegment die mindestens eine Schweißmaterialstelle und/oder die mindestens eine Stoßkante mittels Laserschneidens gebildet. Durch das Laserschneiden lässt sich die Stoßkante und/oder die Schweißmaterialstelle präzise herstellen. Außerdem lässt sich so erzielen, dass sich die Stoßkante unmittelbar als Schweißkante eignet. Auf diese Weise ist für eine zuverlässige Schweißverbindung eine Nachbearbeitung nicht erforderlich. Außerdem lässt sich durch das Laserschneiden das Lagerkäfigsegment individuell fertigen, beispielsweise durch ein Ausschneiden aus einem Metallblech. Auf diese Weise kann auch der Materialverlust, wie er im Stand der Technik auftritt, vermieden werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist mindestens eine der Taschen gestanzt. Hierdurch lassen sich die Taschen besonders geeignet herstellen, da ein Stanzen ein einfacher und schneller Herstellungsprozess ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Stoßkante auf der radial äußeren Seite und/oder der radial inneren Seite eine Fase auf. Durch diese Gestaltung wird ermöglicht, dass sich bei der Herstellung der Schweißverbindung kein, über den betreffenden Ringabschnitt radial oder axial überstehender Bereich bildet, insbesondere keine überstehende Schweißnaht (sogenannte Oberraupe). Eine besonders einfache Herstellung der Fase ist ermöglicht, wenn sie durch einen Umformprozess gebildet wird, also beispielsweise durch ein Rollen oder ein Walzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Metallblechkäfig, insbesondere für ein Nadellager bereitgestellt, der mindestens ein oben beschriebenes Lagerkäfigsegment aufweist. Dabei ist das mindestens eine Lagerkäfigsegment bzw. sind die mehreren Lagerkäfigsegmente an ihren Stoßkanten über ein elektrisches Widerstandsschweißen verschweißt. Der Metallblechkäfig kann einreihig oder mehrreihig ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betriff ein Verfahren zu Herstellen eines Metallblechkäfig, wobei das mindestens eine Lagerkäfigsegment oder die mehreren Lagerkäfigsegmente an ihren Stoßkanten mittels eines elektrischen Widerstandsschweißens miteinander verbunden werden, wobei eine Strombeaufschlagung der Lagerkäfigsegmente an die Form und/oder die Menge und/oder das Material des Schweißmaterials angepasst ist.
Dabei ist insbesondere ein Ausführungsbeispiel vorteilhaft, bei dem die Strombeaufschlagung beim elektrischen Widerstandsschweißen derart eingestellt ist, dass beim Anlegen des entsprechenden Stroms lediglich eine Verflüssigung des Schweißmaterials erreicht wird, und/oder der Schweißprozess beendet ist, sobald die gesamte Fläche der Stoßkante den Widerstand des Materials reduziert.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigt:

1: eine schematische perspektivische Detailansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Metallblechkäfigs.

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die im Folgenden benutzten Richtungsbezeichnungen axial, radial, umfänglich beziehen sich stets auf den fertigen Lagerkäfig.
1 zeigt eine Detailansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Metallblechkäfigs mit einem ersten Lagerkäfigsegments 2 und einem zweiten Lagerkäfigsegment 4, die an jeweils einer Stoßkante 6, 8 aneinander anstoßend angeordnet sind. Dabei kann statt des ersten Lagerkäfigsegments 2 und des zweiten Lagerkäfigsegments 4 auch nur ein einziges Lagerkäfigsegment 2 vorgesehen sein, das an einem ersten Ende die Stoßkante 6 und an einem zweiten Ende die Stoßkante 8 aufweist.
Der Einfachheit halber wird hier im Folgenden davon ausgegangen, dass der Metallkäfig 1 zumindest zwei Lagerkäfigsegmente 2, 4 aufweist, die aneinander anstoßen.
Jedes Lagerkäfigsegment 2, 4 weist einen ersten Ringabschnitt 10 und einen zweiten Ringabschnitt 12 auf, und mehrere, den ersten Ringabschnitt 10 und den zweiten Ringabschnitt 12 miteinander verbindende Stege 14. Selbstverständlich kann, statt des hier einreihig dargestellten Lagerkäfigs 1, der Lagerkäfig 1 mehrreihig ausgebildet sein, und mehr als zwei Ringabschnitte aufweisen, die jeweils über Stege miteinander verbunden sind.
Zwischen den Stegen 14 ist jeweils eine Tasche 16 zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers (nicht dargestellt) gebildet. Im gezeigten Beispiel ist der Metallblechkäfig ein Nadellagerkäfig und die Taschen 16 sind jeweils zur Aufnahme eines nadelförmigen Wälzkörpers ausgestaltet.
1 zeigt weiterhin die Lagerkäfigsegmente 2, 4 in ihrem noch nicht verbundenen Zustand, also bevor sie an ihren jeweiligen Stoßkanten 6, 8 über eine Schweißverbindung, miteinander verbunden sind. Dabei eignet sich insbesondere ein elektrisches Widerstandsschweißen zur Herstellung der Verbindung.
Beim Widerstandsschweißen werden die zu verbindenden Bauteile, in diesem Fall die Lagerkäfigsegmente 2, 4 mit einem bestimmten Stromfluss beaufschlagt, sodass sie im Bereich ihren Stoßkanten miteinander verschmelzen. Dafür ist im Normalfall relativ große Energie von Nöten, und die Maßhaltigkeit des Lagerrings 1 wird reduziert, da sich das Material der Stoßkanten selbst verflüssigt und diese mit Druck aneinander gepresst werden.
Um beim Widerstandschweißen eine definierte Verbindung erreichen zu können, sind an zumindest einer der Stoßkanten 6, 8 der Lagerkäfigsegmente 2, 4 mindestens eine vorzugsweise mehrere Schweißmaterialstellen 20, 22, 24 vorgesehen, die sich bei Beaufschlagung des Lagerkäfigsegments 2; 4 mit einem Strom auf Grund der entstehenden Wärmeentwicklung verflüssigen und so eine Verbindung zwischen den Lagerkäfigsegmenten 2, 4 ermöglichen.
Dabei ist insbesondere zu erwähnen, dass die Menge und/oder Auswahl des Schweißmaterials oder die Form der Schweißmaterialstellen 20, 22, 24 derart angepasst sind, dass lediglich das Schweißmaterial, nicht aber die Stoßkanten 6, 8, verflüssigt werden. Dadurch kann eine sehr gute Maßhaltigkeit beim Schweißen erreicht werden und gleichzeitig erreicht werden, dass der Widerstandsschweißvorgang automatisch stoppt, sobald die Schweißmaterialstellen aufgebraucht sind, da sich der Stromfluss über die gesamte Stoßkante verteilt und nicht mehr an den Schweißmaterialstellen konzentriert ist.
Dadurch kann eine sehr genaue, schnelle, einfache und fehlerverzeihende Verschweißung der Lagerkäfigsegmente 2, 4 erreicht werden.
Prinzipiell ist das Vorsehen der Schweißmaterialstellen beziehungsweise der Stoßkanten an beliebiger Stelle im Lagerkäfig möglich .Bei Vorsehung der Stoßkanten im Bereich des zu bildenden Stegs, wie in 1 dargestellt, ist jedoch der Unterschied im Strombedarf zum Verschweißen der Opferstellen 20, 22, 24 bzw. der Stoßkanten 6, 8 so groß, dass auch ein zufälliges Verflüssigen der Stoßkanten nicht eintritt. Dadurch kann die Maßhaltigkeit des Lagerkäfigs erhöht und ein automatisches Beenden des Schweißprozesses erreicht werden.
Um eine exakte Ausrichtung der Stoßkanten 6, 8 bzw. der Lagerkäfigsegmente 2, 4 zueinander zu erreichen, können die Schweißmaterialstellen 20, 22, 24 weiterhin als Ausrichtungselemente ausgestaltet sein, die vorzugsweise komplementär zueinander ausgestaltet sind. Durch diese Ausgestaltung ist eine Bewegung bzw. Verschiebung der Lagerkäfigsegmente eingeschränkt, so dass sichergestellt wird, dass die Ausrichtung der Lagerkäfigsegmente 2, 4 auch bei der Herstellung der Schweißverbindung aufrecht erhalten wird.
Wie weiterhin in 1 dargestellt, sind die Stoßkanten 6, 8 im Bereich eines durch diese Verbindung zu bildenden Stegs 26, angeordnet. Dementsprechend weist das erste Lagerkäfigsegment 2 einen ersten „Teilsteg“ 28 und das zweite Lagerkäfigsegment 4 einen zweiten „Teilsteg“ 30 auf, wobei durch die Verbindung der entsprechenden Stoßkanten 6, 8 diese Teilstege 28, 30 den zu bildenden Steg 26 bilden. Dadurch, dass die Stoßkanten 6, 8 im Bereich des Stegs 26 ausgebildet sind, lässt sich eine besonders große Kontakt- bzw. Verbindungsfläche erzielen und in der Folge eine besonders stabile und zuverlässige Verbindung. Die Teilstege 28, 30 weisen dabei vorzugsweise jeweils eine in Umfangsrichtung gemessene Breite b auf, für die gilt: 0,5 d ≤ b ≤ d, wobei d die Breite der „normalen“ Stege 14 ist. Zudem kann dadurch zuverlässig erreicht werden, dass der Schweißprozess automatisch endet, da der Widerstand der „langen“ Stoßkante deutlich kleiner ist als der der „kurzen“ Schweißmaterialstellen, so dass die durch den gleichbleibenden Schweißstrom bereitgestellte Wärmeenergie nicht mehr ausreicht, die Stoßkanten zu verflüssigen.
Die Stoßkanten 6, 8 und/oder die Schweißmaterialstellen sind vorzugsweise mittels Laserschneiden ausgebildet. Auf diese Weise können die Stoßkanten 6, 8 und/oder die Schweißmaterialstellen so präzise geformt werden, dass eine Nachbearbeitung für eine Eignung als Schweißfläche nicht mehr notwendig ist bzw. der bereitgestellte Widerstand eindeutig definiert ist. Zudem wird durch den Laserschneidprozess die Fläche der Stoßkanten 6, 8 unmittelbar gereinigt. Die Taschen 16 dagegen können auch durch ein Stanzen gebildet sein.
Wie weiterhin aus 1 hervorgeht, können an den Stegen 14, auch an dem Schweißsteg 26, und an den Ringabschnitten 2, 4 Führungsflächen 32 zur Führung der Wälzkörper ausgebildet sein. Diese Führungsflächen 32 können beispielsweise während des Stanzens der Taschen 16 gebildet sein.
Insgesamt ist durch das Bereitstellen von speziellen Schweißmaterialstellen keine zusätzliche mechanische Kontrolle erforderlich, um das Widerstandschweißen zum richtigen Zeitpunkt zu beenden. Dies geschieht automatisch, wenn die kleinen Schweißmaterialstellen geschmolzen sind und der kontaktierende Querschnitt von den kleinen Stellen mit Schweißmaterial auf den gesamten Bereich der Stoßkante ausgedehnt wird. Da dieser Effekt bei Stoßkanten, die sich über die gesamte Breite des Käfigs erstrecken, also im Bereich des Stegs angeordnet sind, besonders groß ist, ist, wie oben erwähnt, die Anordnung am Steg besonders bevorzugt. Zudem kann die Maßhaltigkeit des Käfigs insgesamt deutlich verbessert werden, da die Stoßkanten exakt gefertigt werden können und lediglich die Opferstellen dem tatsächlichen Schweißprozess unterworfen werden. Darüber hinaus kann durch die Menge des vorhandenen Schweißmaterials die Größe der Schweißnaht exakt berechnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Metallblechkäfig
2: erstes Lagerkäfigsegment
4: zweites Lagerkäfigsegment
6, 8: Stoßkanten
10: erster Ringabschnitt
12: zweiter Ringabschnitt
14: Stege
16: Taschen
20, 22, 24: Schweißmaterialstelle
26: zu bildender Steg
28, 30: Teilsteg
32: Führungsfläche

Claims

Lagerkäfigsegment (2; 4) eines Metallblechkäfigs (1), insbesondere für ein Nadellager, mit einem ersten Ringabschnitt (10), zumindest einem zweiten Ringabschnitt (12) und mehreren, den ersten Ringabschnitt (10) und den zumindest einen zweiten Ringabschnitt (12) miteinander verbindenden Stegen (14), wobei zwischen den Stegen (14) jeweils eine Tasche (16) zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers gebildet ist, wobei dass das Lagerkäfigsegment (2; 4) zumindest eine erste in Umfangsrichtung weisende Stoßkante (6; 8) aufweist, die dazu ausgelegt ist, mit einer zweiten Stoßkante (6; 8) verbunden zu werden dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten und/oder zweiten Stoßkante (6; 8) mindestens eine Stelle (20; 22; 24) vorgesehen ist, an der ein Schweißmaterial für einen Schweißvorgang angeordnet ist.
Lagerkäfigsegment (2; 4) nach Anspruch 1, wobei die Form und/oder die Menge und/oder das Material des Schweißmaterials an den zu erwartenden Schweißprozess angepasst ist.
Lagerkäfigsegment (2; 4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Form und/oder die Menge und/oder das Material des Schweißmaterials an einen zu erwartenden Stromfluss eines elektrischen Widerstandsschweißprozesses angepasst ist.
Lagerkäfigsegment (2; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schweißmaterialstelle (20; 22; 24) aus dem gleichen Material besteht, wie das Lagerkäfigsegment (2; 4).
Lagerkäfigsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lagerkäfig (1) und die Schweißmaterialstelle (20; 22; 24) integral ausgebildet sind.
Lagerkäfigsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schweißmaterialstelle (20; 22; 24) und das Lagerkäfigsegment (2; 4) an zumindest einer Stelle aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
Lagerkäfigsegment (2; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Stoßkante im Bereich eines zu bildenden Stegs angeordnet ist.
Lagerkäfigsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Schweißmaterialstelle (20; 22; 24) als Ausrichtungselement ausgebildet, das dazu ausgelegt ist, die erste Stoßkante (6) radial, axial und/oder umfänglich auf die zweite Stoßkante (8) auszurichten.
Metallblechkäfig (1), insbesondere für ein Nadellager, mit mindestens einem Lagerkäfigsegment (2; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Lagerkäfigsegment (2; 4) oder die mehreren Lagerkäfigsegmente (2; 4) an ihren Stoßkanten (6; 8) über ein elektrisches Widerstandsschweißen verbunden sind.
Verfahren zum Herstellen eines Metallblechkäfig nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Lagerkäfigsegment (2; 4) oder die mehreren Lagerkäfigsegmente (2; 4) an ihren Stoßkanten (6; 8) mittels eines elektrischen Widerstandsschweißens miteinander verbunden werden, wobei eine Strombeaufschlagung der Lagerkäfigsegmente an die Form und/oder die Menge und/oder das Material des Schweißmaterials angepasst ist.