Verfahren
zur Herstellung
von Käfigen
für Wälzlager
Die vorliegende Erfindung betrifft .ein Verfahren zur Herstellung von Käfigen für
Wälzlager aus einem ebenen- Blechstreifen, der nach dem Einstanzen der Taschen in
eine im.wesentlichen zylindrische oder kegelige Form gerollt und an den Enden verschweißt
wird. Wälzlagerkäfige, die aus einem ebenen Blechstreifen gefertigt werden, der
nach dem Einstanzen der Taschen in eine zylindrische oder kegelige Form gerollt
und an den Enden verschweißt wird, sind bereits seit längerer Zeit bekamt. Diese
Käfige haben den Vorteil, daß sie sehr billig in der Herstellung sind. Leider weisen
die bekannten Käfige bzw. deren Herstellungsverfahren noch verschiedene Nachteile
auf, deren Vermeidung sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat. So
werden die bekannten Käfige dieser Art ausnahmslos bereits vor dem Einsetzen in
das entsprechende Lager fertigbearbeitet, d. h. sie sind bereits in ihre endgültige
Form gerollt und an den Enden verschweißt. Hei Lagern mit festen Horden am Innen-
oder Außenring ist es somit nicht mehr möglich, den Käfig mit dem Wälzkörpersatz
von der Seite her in das Lager einzusetzen. Die Wälzkörper müssen deshalb radial
von innen oder außen - je nach der Bauart. des Lagers - in den in einem Lagerring
eingesetzten Käfig eingefedert werden, Dieses radiale Einfedern ist jedoch nur bis
zu einer gewissen Käfiggröße und damit auch nur bis zu einer gewissen Wandstärke
des Käfigs möglich, darüber hinaus ist dieser Käfig nicht mehr anwendbar. Um. diesen
billigen Käfig trotzdem verwenden zu können, bleibt nichts anderes übrig, als mindestens
einen. Bord lose auszubilden und diesen nach dem Einschieben des Käfigs mit dem
Wälzkörpersatz in eine Nut od. dgl. im Lagerring einzusetzen. Abgesehen davon, daß
dieser eingesetzte Bord die Teile des Lagers vermehrt und zusätzliche Arbeitsgänge
erfordert, besteht immer die Gefahr, daß sich dieser Bord löst und damit die Funktion
des Lagers beeinträchtigt.
Es ist zwar schon bekanntgeworden, die
aus ebenen Blechstreifen gerollten Käfige an der Stoßstelle nicht zu verbinden,
so daß sie durch Verformung des Käfigs in den mit den Wälzkörpern bestückten Lagerring
eingeführt werden können. Nachdem jedoch die Enden nicht miteinander verbunden werden,
ist immer die Gefahr gegeben, daß diese ständig gegeneinander schlagen und aneinander
reiben oder daß sich gar der gesamte Käfig verformt. Damit ist dieser Käfig nur
für untergeordnete Zwecke brauchbar. Für viele Anwendungsfälle ist es heutzutage
bereits erforderlich, daß auch der Käfig gehärtet oder zumindest vergütet ist. Die
bisher bekannten gerollten und verschweißten Käfige sind meist unvergütet bzw. nicht
gehärtet, was zur Folge hat, daß diese Käfige bei den hohen Beanspruchungen im Betrieb
innerhalb kürzester Zeit an den Führungsflächen für die Wälzkörper Verschleiß zeigen
und somit ihre Aufgaben nicht mehr zufriedenstellend erfüllen können. Es ist zwar
ebenfalls schon bekanntgeworden, einen gerollten und geschweißten Käfig nach der
Fertigbearbeitung einsatzzuhärten, ein solcher Käfig ist jedoch erst recht nicht
mehr für Lager mit-festen Horden an einem Lagerring geeignet, weil die Elastizität
des Käfigs durch die Härtung geringer geworden ist, die Wälzkörper also nicht mehr
so leicht eingefedert werden können.-Zur Vermeidung dieser geschilderten Nachteile
wird nach der vorliegenden Er-Findung ein Verfahren zur Herstellung von Käfigen
aus einem ebenen Metallband vorgeschlagen, das folgende Verfahrensstufen aufweist:
1, Einstanzen der Taschen für die Wälzkörper 2, Vergüten des so vorbereiteten Metallbandes
durch Phosphatieren, Bondern od. dgl. 3. Ablängen eines für einen Käfig erforderlichen
Bandabschnittes 4. Rollen dieses Abschnittes in die gewünschte zylindrische oder
kegelige Form 5. Einsetzen dieses gerollten Banndes zusammen mit den Wälzkörpern
in den entsprechenden Lagerring und 6. Verbinden der Enden des gerollten Windes
durch Schweißen od. dgl.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet insbesondere
den Vorteil, da.ß der billig aus einem Blechband herstellbare Käfig ohne Einschränkung
auch für mit festen Borden an einem Lagerring versehene Lager, wie z. B. die als
Innen- oder Außenbordlager bezeichneten Zylinderrollenlager oder auch Kegelrollenlager
mit festen Halte- und Führungsborden, verwendet werden kann. Weiterhin ist der nach
diesem Verfahren hergestellte Käfig wegen seiner höheren Verschleißfestigkeit auch
für hochbeanspruchte Lagerungen verwendbar. Die einzelnen Stufen dieses Herstellungsverfahrens
werden nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Dabei werden
auch weitere Erfindungsmerkmale angegeben. Nach der in Fig. 1 gezeigten schematischen
Darstellung des Verfahrens werden in das ebene Metallband 1 in bekannter Weise die
Taschen 2 für die Wälzkörper eingestanzt. Das so "entstandene leiterförmige Metallband
3 wird anschließend in einem Behälter 4 einer Vergütung der Oberfläche, z. B. durch
Phosphatieren oder Bondern, unterzogen, wobei insbesondere Wert darauf gelegt wird,
daß die an den Taschenwänden 5 vorgesehenen Führungsflächen für die Wälzkörper.
einwandfrei behandelt werden. Nach dem Vergüten wird das Metallband in Abschnitte
6 geteilt, deren Länge mit den notwendigen Bearbeitungszugaben dem Umfang des fertigen
Käfigs entspricht. Die einzelnen Abschnitte 6 werden daraufhin in die gewünschte
Form, z. B. Zylinder- dderKegelform, gerollt. Dieses Rollen kann in bekannter Weise
über einen Dorn od. dgl. vorgenommen werden. Der gerollte, an den Eden jedoch noch
nicht verbundene Käfig 7 wird mit den Wälzkörpern 8 unter Verformung, d. h. Zusammenziehen,
in den z. B. mit festen Borden 9 versehenen Lagerring 10 eingefWrt. Anschließend
werden dann die Enden 11 des Käfigs in bekannter Weise verschweißt oder verlötet.
Für diesen letzten Arbeitsgang
wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
. zweckmääßigerweise das Widerstandsschweißverfahren vorgesehen, obwohl es bekannt
ist, daß sich z. B. gebonderte"Teile nur sehr schlecht mit diesem Verfahren verbinden
lassen. Die Bonderschicht wirkt nämlich als Isolierschicht, die den ' Stromdurchgang
weitgehend verhindert. Diese Eigenschaft wird aber gerade beim vorliegenden Verfahren
weitgehend ausgenutzt. Wenn nämlich der Käfig vergütet, d. h. z. B. gebondert, ist,
liegt bei den niedrigen Spannungen, die beim Schweißen
verwendet
werden, durch die beim Vergüten erzeugte Oberflächenschicht bereits eihe genügende
Isolierung des Käfigs gegenüber den bereits eingesetzten-Wälzkörpern vor, so daß
die Gefahr, daß die Wälzkörper eine Strombrücke bilden, verringert wird. Zusätzliche
Maßnahmen zur Isolierung der übrigen Lagerteile sind also im allgemeinen nicht mehr
erforderlich. An den zu verbindenden Stoßstellen des Käfigs ist dagegen diese isolierende
Schicht beim Ablängen entfernt worden, so daß der Stromweg genau festgelegt ist,
d: h. die Schweißung einwandfrei an den gewünschten Stellen erfolgt. Die Vergütung
des Käfigbandes hat somit einen doppelten Zweck, einmal Erhöhung des Verschleißwiderstandes
und zum anderen Bildung einer Isolierschicht. Um die Stromquelle anschließen zu
können, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, beim Ablängen
der einzelnen einen Käfig_bildenden Abschnitte 6 gleichzeitig an der Außenseite
12 der Seitenringe 13 im Bereich der Enden des gerollten Bandes kleine Einstanzungen
14 vorzusehen, die auch zum Angriff der beim Widerstandsschweißen erforderlichen
Verspannungsmittel dienen können. Diese Einstanzungen 14 sind zweckmäßigerweise
etwa keilförmig ausgebildet, wie z.. B. aus Fig. 2 ersichtlich. Die Trennfuge kann
nun, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, im Bereich einer Wälzkörpertasche
2 oder, wie in Fig. 3 gezeigt, im Bereich eines Steges 15 vorgesehen sein; Im letzteren
Fall ist es, um den Stromdurchgang über einen wesentlich schwächeren Querschnitt
erfolgen zu lassen, zweckmäßig, die anein# anderstoßenden Stegteile z. B. beim Ablängen
der Abschnitte in der Mitte freizustanzen, so daß eine Verschweißung nur im Bereich
der Seitenringe 13 erfolgt. Da beim Schweißen der Enden unter Druck Werkstoff nach
den Seiten abfließt, bilden sieh im Bereich der Schweißnaht kleine Erhöhungen od.
dgl. Um bei einem Käfig, bei dem die Trennfuge im Bereich einer Wälzkörpertasche
liegt, zu vermeiden, daß diese Erhöhungen in die Wälzkörpertasche hineinragen und
" diese verengen, ist es zweckmäßig, die Seitenwände der Tasche im Bereich der Trennfuge
leicht abzuschrägen oder zurückzunehmen (Fig. 4). Die beim Schweißen entstehende
Erhöhung kommt dann in den zurückgesetzten Bereich zu liegen.