DE1051075B

DE1051075B - Two-part sheet metal cage of the Z-type for roller bearings

Info

Publication number: DE1051075B
Application number: DEK29443A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Bauer; Dipl-Ing Paul Eschmann; Georg Roesch; Hans Schlegel; Friedrich Wehr
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1956-07-25
Filing date: 1956-07-25
Publication date: 1959-02-19

Description

Zweiteiliger Blechkäfig der Z-Bauart für Wälzlager Die Erfindung bezieht sich auf einen zweiteiligen Blechkäfig der Z-Bauart für Wälzlager, insbesondere für Zylinder- und Kegelrollenlager, welcher aus zwei Käfigringen verschiedener Blechstärke besteht, die beide Fenster für die Wälzkörper aufweisen und von denen nur einer an den Rändern der Fenster mit Führungslappen versehen ist.Two-part sheet metal cage of the Z-type for rolling bearings The invention relates on a two-part sheet metal cage of the Z-type for rolling bearings, in particular for cylindrical and tapered roller bearings, which consist of two cage rings of different sheet metal thickness exists, which have both windows for the rolling elements and of which only one is provided with guide tabs at the edges of the windows.

Ein bekannter zweiteiliger Blechkäfig der Z-Bauart besteht aus zwei gleichen, in axialer Richtung ineinandergeschobenen Käfigringen, die zunächst als ebene, kreisförmige Blechscheiben gestanzt und anschließend in eine topfartige Form gezogen werden, wobei der mittlere Abschnitt der Käfigringe entsprechend der Bauform des Wälzlagers eine konische (Kegelrol.lenlager) Bauform erhält, während der innere oder äußere Teil die zur Versteifung dienenden, radial nach innen bzw. nach außen gerichteten Käfigwangen bildet. Die Festlegung der Käfigringe zueinander erfolgt durch Eindrückung an den Wangen. Die Halterung der Wälzkörper geschieht in den Fenstern des äußeren Käfigrings, welche eine etwas kleinere Größe aufweisen als diejenigen des inneren Käfigringes, die Wälzkörper leicht außerhalb ihrer Mittellinie eng umschließen sowie mit aufgestellten Lappen versehen sind. Bei größeren Blechstärken oder Käfigen aus verhältnismäßig schwerem Material kommen die Lappen sowie die umgebogenen Käfigwangen in Wegfall.A well-known two-part sheet metal cage of the Z-type consists of two same cage rings pushed one inside the other in the axial direction, initially as flat, circular sheet metal disks are punched and then in a pot-like shape be pulled, the middle section of the cage rings according to the design of the rolling bearing is given a conical (tapered roller bearing) design, while the inner or the outer part, the one used for stiffening, radially inwards or outwards directed cage cheeks. The cage rings are fixed to one another by indentation on the cheeks. The rolling elements are held in the windows of the outer cage ring, which are slightly smaller in size than those of the inner cage ring, tightly enclose the rolling elements slightly outside their center line as well as are provided with raised flaps. For larger sheet thicknesses or cages The flaps and the bent cage cheeks are made of relatively heavy material in omission.

Derartige Blechkäfige haben sich jedoch aus den verschiedensten Gründen nicht bewährt. Für die einschlägigen Käfige ist nämlich eine relativ große Blechstärke erforderlich, insbesondere wenn es sich um Käfige für große Lager mit relativ langen und schweren Rollen handelt und wenn die Rollenkörper neben radial gerichteten Belastungen auch Käfige in axialer Richtung übertragen müssen, wobei die an den Rollen auftretenden Schränkmomente von dem Käfig aufgenommen werden. Wenn eine der erforderlichen Stabilität des Käfigs entsprechende Blechstärke verwendet wird, treten dann an den Biegekanten der aufgestellten Lappen infolge der mehrfachen Verformungen, die einmal der Vorgang des Topfziehens und zum anderen das Aufstellen der Lappen erfordern, unzulässig hohe Beanspruchungen auf. Diese können bereits beim Aufbiegen der Lappen zu einem Anreißen oder Abbrechen derselben führen. Die genannten Schäden können aber auch erst während des Betriebs des Lagers auftreten, wenn die Rollen beim Einlaufen in die belastete Zone relativ große Kräfte auf die Lappen ausüben. Hierauf ist es auch zurückzuführen, daß bei größeren Blechstärken oder Käfigen aus verhältnismäßig schwerem Material auf Lappen sowie umgebogene Wangen verzichtet wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten zweiteiligen Blechkäfige besteht darin, daß die beiden Käfigringe nicht genügend fest miteinander verbunden sind. Selbst die formschlüssigen Halterungen in Form von Einbiegungen an den Käfigwangen lassen kein einheitliches Käfiggefüge zusammenkommen. Sie führen deshalb stets zu Geräuschbildungen. Eine Verbindung der Ringe als Preßsitz allein vermag erst recht nicht zu befriedigen, da bei größer werdendem Kegelwinkel die zwischen den beiden Käfigringen erforderliche Pressung immer mehr abnimmt. Wenn sich im Betrieb die unzureichende Verbindung der Käfigringe durch die einwärts bzw. auswärts gebogenen Käfigwangen sowie die erwähnten Eindrückungen löst oder bei größeren Blechstärken auf sie überhaupt verzichtet werden muß, so sind die Käfigringe nur noch durch die Wälzkörper selbst zusammengehalten. Das Bestreben des äußeren Käfigrings, sich von dem inneren zu lösen, führt bereits während des Lagerbetriebs zu störenden Einwirkungen auf die Stirnflächen der Wälzkörper. Bei Herausnahme der Wälzkörper zerfällt der Käfig vollends in seine Teile. Nachteilig ist bei den bekannten zweiteiligen Käfigen auch, daß die Führung der Wälzkörper in erster Linie an den Schnittkanten der Fenster des Blechkäfigs erfolgt. Sie führt nämlich zu Verschleiß, Käfigabrieb und Laufgeräuschen. Alle geschilderten Nachteile haben dazu beigetragen, daß sich diese Käfige nicht durchgesetzt haben.Such sheet metal cages have, however, for a variety of reasons not proven. For the relevant cages there is a relatively large sheet metal thickness required, especially when it comes to cages for large bearings with relatively long cages and heavy roles and when the roller body is next to radially directed loads cages must also be transmitted in the axial direction, with those occurring on the rollers Set moments are absorbed by the cage. If any of the required stability sheet metal thickness corresponding to the cage is used, then occur at the bending edges of the erected flaps as a result of the multiple deformations that once occurred the pot pulling and, on the other hand, the setting up of the cloths are not permitted high loads. These can already be turned into a Tear or break the same lead. However, the aforementioned damage can also do not occur until the warehouse is in operation, when the rollers run into the stressed zone exert relatively large forces on the lobes. It is on this too due to the fact that with larger sheet thicknesses or cages from relatively heavy Material on flaps and bent cheeks is dispensed with. Another disadvantage the known two-part sheet metal cages consists in that the two cage rings are not sufficiently tightly connected to each other. Even the form-fitting brackets in the form of bends on the cage cheeks do not leave a uniform cage structure getting together. They therefore always lead to the formation of noise. A connection of the Rings as a press fit alone are even more unsatisfactory because they are larger the pressure required between the two cage rings decreases more and more. If the insufficient connection of the cage rings due to the inward and outward curved cage cheeks and the impressions mentioned solves or has to be dispensed with in the case of larger sheet metal thicknesses, so the cage rings are only held together by the rolling elements themselves. The effort of the outer cage ring to detach itself from the inner one already leads to during the Bearing operation to disruptive effects on the end faces of the rolling elements. at When the rolling elements are removed, the cage completely disintegrates into its parts. Disadvantageous is also in the known two-part cages that the leadership of the rolling elements takes place primarily on the cut edges of the window of the sheet metal cage. she leads namely to wear, cage abrasion and running noises. All the disadvantages outlined contributed to the failure of these cages.

Das sich aus den aufgezeigten Mängeln des bekannten Käfigs der Z-Bauart ergebende. und bereits seit Jahrzehnten bestehende Problem ist bis zum Tag der Anmeldung der vorliegenden Erfindung keiner zufriedenstellenden Lösung-zugeführt worden, obwohl es bereits bekannt war, einen zweiteiligen Käfig aus Einzelringen aus Blechstreifen herzustellen, die umeinandergelegt oder ineinander eingelegt werden und die Führungslappen besitzen, sowie auf den Stegen eines als tragenden Körper ausgebildeten Innenkäfigrings Führungslappen besitzende dünne Blechteile zu befestigen. Dieser Stand der Technik hat also offensichtlich den Durchschnittsfachmann nicht in die Lage versetzt, das eingangs erörterte Problem des zweiteiligen Blechkäfigs der Z-Bauart zufriedenstellend zu lösen; Die Lösung des aufgezeigten Problems erfolgt durch die Erfindung bei einem zweiteiligen Käfig der eingangs erläuterten Art dadurch, daß erfindungsgemäß lediglich ein Käfigring Z-förmig gestaltet und ausschließlich als Tragkörper ausgebildet ist, während der andere, die Führungslappen tragende Ring aus besonders dünnem Blech gefertigt, wangenlos um den Tragkörper herum oder in diesen eingelegt ist und beide Ringe zu einem einheitlichen Gefüge verbunden sind. Durch die Aufteilung des Käfigs in einen Tragkörper sowie einen Führungsteil wird erreicht, daß jedes dieser beiden Bauelemente mit einer der jeweiligen Aufgabe und Beanspruchung entsprechenden Blechstärke ausgeführt werden kann. Infolgedessen kann das Führungsteil bei jeder beliebigen Gesamtstärke des Käfigs mit so geringer Blechstärke ausgeführt sein, daß eine unzulässige Beanspruchung an den Biegekanten der aufgestellten Lappen nicht eintritt.This results from the identified shortcomings of the known Z-type cage resulting. and the problem that has existed for decades is up to the day of registration The present invention has not been given a satisfactory solution, though it was already known, a two-part cage made of individual rings made of sheet metal strips to make those jumbled up or inserted into each other and have the guide tabs, as well as on the webs as a supporting body formed inner cage ring to attach guide tabs possessing thin sheet metal parts. Obviously, this prior art does not have the average person skilled in the art enabled the problem of the two-part sheet metal cage discussed at the beginning to solve the Z-type satisfactorily; The identified problem is solved by the invention with a two-part cage of the type explained at the beginning, that according to the invention only a cage ring designed Z-shaped and exclusively is designed as a support body, while the other, the guide tabs supporting Ring made of particularly thin sheet metal, cheek-free around the support body or is inserted into this and both rings are connected to form a uniform structure are. By dividing the cage into a support body and a guide part is achieved that each of these two components with one of the respective task and the corresponding sheet thickness can be used. Consequently the guide part can be so small with any overall thickness of the cage Sheet thickness to be designed that an impermissible stress on the bending edges the raised flap does not enter.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Führungsring aus einem zunächst ebenen offenen Stegband gebildet. Bei einem solchen Stand läßt sich das Aufstellen der Lappen schon deshalb ohne eine unzulässig hohe Beanspruchung des Materials einfach durchführen, weil der eine hohe Verformung erfordernde Vorgang des Topfziehens entfällt.In one embodiment of the invention, the guide ring is made of one initially formed flat open web band. With a stand like this, it can be done Setting up the rag without unduly high stress on the Simply perform the material because of the process that requires a large amount of deformation the pot pulling is not necessary.

Für die aus den Unteransprüchen 2 bis 6 ersichtlichen Weiterbildungen der Erfindung wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.For the further developments evident from the subclaims 2 to 6 Protection of the invention is only sought in connection with the main claim.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigt Fig.1 die erfindungsgemäße Ausbildung eines Z-Käfigs aus Blech für Zylinderrollenlager mit Führungsborden am Innenring, bei der der Käfig den Rollensatz mit dem Innenring zu einer geschlossenen Montageeinheit zusammenhält, Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem zu der Fig. 1 gehörigen Schnitt A-A, Fig.3 die erfindungsgemäße Ausbildung eines Z-Käfigs aus Blech für Zylinderrollenlager mit Führungsborden am Außenring, bei der der Käfig den Rollensatz mit dem Außenring zu einer geschlossenen Montageeinheit zusammenhält, Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem zu der Fig. 3 gehörigen Schnitt B-B, Fig. 5 das Stegband in gestreckter Form mit ausgestanzten Fenstern und ihren Führungslappen.The invention is illustrated in the following description with reference to the drawing explained by way of example. 1 shows the design of a Z-cage according to the invention made of sheet metal for cylindrical roller bearings with guide ribs on the inner ring where the cage holds the roller set together with the inner ring to form a closed assembly unit, FIG. 2 shows a detail from section A-A belonging to FIG. 1, FIG. 3 shows the section according to the invention Formation of a Z-cage from sheet metal for cylindrical roller bearings with guide ribs on the Outer ring, in which the cage combines the roller set with the outer ring to form a closed Mounting unit holds together, FIG. 4 shows a detail from that belonging to FIG. 3 Section B-B, Fig. 5 the web band in stretched form with punched-out windows and their guide flaps.

In Fig. 1 bis 4 ist das aus stärkerem Blech gepreßte Tragteil mit 1 und das aus schwächerem Blech gefertigte Stegband mit 2 bezeichnet. Das Tragteil 1 ist Z-förmig gestaltet und weist rechts und links von dem mit 3 bezeichneten, für das vorliegende Beispiel eines Zylinderrollenkäfigs zylindrischen Mittelteil die radial nach außen weisende Käfigwange 4 und die nach innen weisende Käfigwange 5 auf. In das zylindrische Mittelteil 3 sind die Käfigtaschen .6 eingestanzt, wobei der Umriß der gestanzten Fenster entsprechend dem Rollenprofil rechteckig ist Bei dem Käfig für Zylinder-Innenbordlager nach Fig. 1 und 2 ist das Stegband 2 um den zylindrischen Mittelteil des `Pragteiles 1 herumgebogen und mit diesem in geeigneter Weise fest verbunden. Die Rollenfenster 7 dieses Stegbandes 2 besitzen Führungslappen 8, die an die Mantellinie der zu führenden Rollen 9 angebogen werden.In Fig. 1 to 4, the pressed from thicker sheet support part is with 1 and the web strip made of weaker sheet metal is denoted by 2. The supporting part 1 is designed Z-shaped and has to the right and left of the designated 3, for the present example of a cylindrical roller cage cylindrical middle part the radially outwardly pointing cage cheek 4 and the inwardly pointing cage cheek 5 on. In the cylindrical middle part 3, the cage pockets .6 are punched, wherein the outline of the punched window according to the role profile is rectangular the cage for cylinder inboard bearings according to FIGS. 1 and 2, the web band 2 is around the bent around the cylindrical middle part of the `Prague part 1 and with this in a suitable Way firmly connected. The roller window 7 of this web band 2 have guide tabs 8, which are bent to the surface line of the rollers 9 to be guided.

In Fig. 3 und 4 ist das Stegband 2 entsprechend der hier beispielsweise dargestellten Bauform eines Käfigs für Außenbord-Zylinderrollenlager in das Tragteil 1 eingefügt und ebenfalls mit diesem in geeigneter Weise fest verbunden. Zur Verdeutlichung zeigt Fig. 5 das Stegband 2 in gestreckter Form nach dem Stanzen der Rollenfenster 7 mit den Führungslappen B. Dabei deuten die gestrichelten Linien 10 die Stellen an, an denen die Führungslappen aufgebogen werden.In Fig. 3 and 4, the web band 2 is according to the example here shown design of a cage for outboard cylindrical roller bearings in the support part 1 inserted and also firmly connected to this in a suitable manner. For clarification Fig. 5 shows the web strip 2 in stretched form after the punching of the roller window 7 with the guide tab B. The dashed lines 10 indicate the locations at which the guide tabs are bent up.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch bei anderen Bauformen von Rollenlagern vorteilhaft angewendet werden. In besonderer Ausgestaltung des Stegbandes 2 sind erfindungsgemäß weitere Ausführungen möglich. So kann das um das Tragteil 1 oder in das Tragteil 1 gelegte Stegband 2 entweder einteilig sein oder aber auch aus zwei oder mehr Abschnitten bestehen. In jedem Fall ist das Stegband als rund gebogener, offener Blechstreifen ausgebildet, d. h., seine Enden sind nicht miteinander verlötet oder sonstwie verbunden, wohingegen die bekannten topfartig hergestellten zweiteiligen Käfige in ihren Hälften der Art der Herstellung nach geschlossene Ringkörper darstellen. Beim erfindungsgemäßen Käfig kann auf eine Verbindung der Enden des Stegbandes verzichtet werden, weil das Stegband nur als Führungselement dient und seine Steifigkeit durch die zweckentsprechende Verbindung, sei es Löten, Schweißen od. dgl., mit dem Z-förmig ausgebildeten Tragkörper gewährleistet ist. Das Stegband 2 kann zusätzlich zu den in Fig. 1 bis 5 dargestellten, in axialer Richtung sich erstreckenden Führungslappen 8 auch an den beiden anderen Begrenzungsflächen der Käfigfenster 7 Führungslappen aufweisen, die aufgestellt werden und an den Stirnflächen der zu führenden Rollkörper anliegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the drawing limited, but can also be advantageous for other types of roller bearings be applied. In a special embodiment of the web strip 2 are according to the invention further versions possible. This can be done around the support part 1 or in the support part 1 laid web band 2 can either be in one piece or also consist of two or more sections exist. In any case, the web strip is a round, curved, open sheet metal strip trained, d. i.e. its ends are not soldered or otherwise connected, whereas the well-known two-part cages made in the shape of a pot in their halves represent the type of production according to closed ring bodies. When the invention Cage can be dispensed with a connection of the ends of the web band because the web band serves only as a guide element and its rigidity by the appropriate Connection, be it soldering, welding or the like, with the Z-shaped support body is guaranteed. The web band 2 can in addition to the shown in Fig. 1 to 5, axially extending guide tabs 8 also on the other two Boundary surfaces of the cage windows 7 have guide tabs that are set up and are in contact with the end faces of the rolling elements to be guided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Two-piece sheet metal cage of the Z-type for rolling bearings, especially for cylindrical and tapered roller bearings, which consists of two cage rings of different sheet metal thicknesses, both of which have windows for the rolling bearings and of which only one is provided with guide tabs on the edges of the window , characterized in that only one cage ring (1) is Z-shaped and designed exclusively as a support body, while the other ring (2) carrying the guide tabs, made of particularly thin sheet metal, is cheek-free around or inserted into the support body and both rings are connected to form a unitary cage structure. z. Sheet metal cage according to Claim 1, characterized in that the guide ring (2) is formed from an open web strip. 3. Sheet metal cage according to claim 2, characterized in that the roll window. 4. Sheet metal cage according to claim 2 and 3, characterized in that the roller window punched into the web strip have guide tabs bent outwardly or inwardly at their edges extending in the circumferential direction. 5. Sheet metal cage according to one of claims 2 to 4, characterized in that the web strip is constructed in several parts. 6. Sheet metal cage according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cage rings are connected by soldering, welding, gluing or riveting. Contemplated publications: USA. Patent No. 1894 595, 1878 057, 1734222, 1577 705, 1100 179th.