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Zylindrischer Käfig zur Aufnahme von Rollen und Verfahren zu seiner
Herstellung Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Käfig zur Aufnahme von Rollen,
die in Umfangsrichtung durch Federelemente angefedert sind. Die Anfederung der Rollen
ist beispielsweise bei der Verwendung eines derartigen Käfigs in bestimmten Freilaufkupplungen
erforderlich. In Wälzlagern können durch eine solche Anfederung die Wälzkörper in
Umfangsrichtung spielfrei in den Käfigtaschen aufgenommen werden, wenn dies vom
Anwendungsfall her erwünscht ist.
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Es wurde bereits eine Käfigausführung vorgeschlagen, bei der ein Stützkäfig
zur Aufnahme der Rollen dient, die durch einstückig an ein Band aus federelastischem
Material angeformte Federelemente in Umfangsrichtung angefedert sind.
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Dieses Federband wurde um den fertigen Stützkäfig herumgelegt, bzw.
in dessen Bohrung eingelegt. Bei dieser Käfigausführung mußten der Stützkäfig und
das Federband zunächst vollständig fertig bearbeitet werden, insbesondere mußten
bei dem Federband die Federelemente geformt und bereits abgeknickt werden. Erst
dann konnte das Federband in den Stützkäfig eingelegt werden. Bei der Verwendung
von sehr dünnem Federmaterial traten dabei Schwierigkeiten in der Handhabung des
Federbands auf. Die fertig geformten Federelemente erwiesen sich als so empfindlich
daß sie sich schon bei der kleinsten Berührung unzulässig verbogen. Bei
der
Aufbewahrung des Federbands bis zur endgültigen Montage und beim Einlegen des Federbands
in den Stützkäfig mußte daher eine so große Sorgfalt aufgewendet werden, daß die
Massenfertigung erschwert wurde.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Käfig zur
Aufnahme von angefederten Rollen zu schaffen, bei dem die Federelemente nach ihrer
endgültigen FQrmung keinerlei mechanische Beschädigungen mehr erfahren können.
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Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß der Käfig aus einem
im Ausgangszustand flachen Blechband mit eingestanzten Taschen gerollt ist und daß
die Federelemente einstückig an ein im Ausgangszustand flaches Band aus federelastischem
Material angeformt sind und sich im Innern der Käfigtaschen befinden, in die sie
nach der noch im flachen Zustand vorgenommenen festen Verbindung der beiden Bänder
hineingebogen sind.
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Die Federelemente sind somit unmittelbar nach ihrer Formung geschützt
in den Käfigtaschen aufgenommen und können nicht mehr beschädigt werden.
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Da die beiden Bänder im ebenen Ausgangszustand gleich lang sind, jedoch
im rundgerollten Endzustand auf verschiedenen Durchmessern liegen, sieht eine Ausgestaltung
der Erfindung vor, daß in das Band aus federelastischem Material Sollbruchstellen
oder Solldehnstelleneingearbeitet sind. Dadurch werden die beim Rundrollen des Käfigs
in eine zylindrische Form entstehellden Längenunterschiede ausgeglichen. Eine vorteilhafte
Möglichkeit zur festen Verbindung der beiden Bänderbesteht nach einer Ausgestaltung
der Erfindung darin, daß die Rander des Blechbandes um 1800 umgefaltet sind und
dadurch die
Ränder des Bandes aus federelastischem Material einklemmen.
Im Rahmen der Erfindung.liegen jedoch auch zahlreichs andere Möglichkeiten zur festen
Verbindung der beiden Bänder, beispielsweise Schweißen, Kleben, Nieten oder Aufsetzen
von U-förmigen Blechteilen auf die Stirnringe des Käfigs.
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Falls der erfindungsgemäße Käfig mit profilierten Stegen versehen
sein soll, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Breite
des Bandes aus federelastischem Material um einen geringen Betrag größer ist als
der Abstand zwischen den Falzen der umgefalteten Ränder des Blechbandes. Dies bewirkt,
daß bei einer nach der festen Verbindung der beiden Bänder vorgenommenen Profilierung
der Käfigstege sich das Band aus federelastischem Material eng an die nunmehr profilierten
Stege anlegt.
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Die Erfindung schlägt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines
Käfigs zur Aufnahme von Rollen vor, die in Umfangsrichtung durch Federelemente angefedert
sind, Dieses Verfahren besteht darin, daß a) in ein flaches Blechband Taschen zur
Aufnahme der Rollen und in ein flaches Band aus federelastischem Material den Taschen
entsprechende Ausnehmungen unter Belassung der Konturen der Federelemente eingestanzt
werden, b) die beiden Bänder deckungsgleich aufeinander gelegt und fest miteinander
verbunden werden; c) die Federelemente geformt und in die Taschen des Blechbandes
hinein abgeknickt werden, d) die beiden fest miteinander verbundenen Bänder gemeinsam
in eine zylindrische Form gerollt werden.
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Durch dieses Verfahren kann der erfindungsgemäße Käfig in einfacher
Weise gefertigt werden. Dabei ist gewährleistet,
daß die an das
Band aus federelastischem Material angeformten Federelemente während des Fertigungsvorganges
nicht beschädigt werden können.
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Die feste Verbindung der beiden Bänder kann auf verschiedene Weise
erzielt werden. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, daß a) in ein flaches Blechband Taschen zur Aufnahme der Rollen
eingestanzt und die Ränder des Blechbandes um 900 zu einem U-förmigen Profil gebogen
werden, b) in ein flaches Band aus federelastischem Material den Taschen entsprechende
Ausnehmungen unter Bepassung der Konturen der Federelemente eingestanzt werden,
c) die beiden Bänder deckungsgleich aufeinander gelegt und die Ränder des Blechbandes
um weitere 900 nach innen umgebogen werden, um das Band aus federelastischem Material
an den Rändern festzuklemmen, d) die Federelemente geformt und in die Taschen des
Blechbandes hinein abgeknickt werden, e) die beiden miteinander verbundenen Bänder
gemeinsam in eine zylindrische Form gerollt werden.
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Dieses Verfahren schafft eine einfache Verbindung der beiden Bänder,
ohne daß weitere Bauteile erforderlich sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der angegebenen Reihenfolge
erfolgen. Es können jedoch auch die beiden jeweils zuletzt genannten Verfahrensschritte
miteinander vertauscht werden. Dann werden die beiden miteinander verbundenen Bänder
zunächst gemeinsam in eine zylindrische Form gerollt und dann die Federelemente
geformt und in die Taschen des Blechbandes hinein abgeknickt. Falls ein Käfig mit
profilierten Stegen hergestellt werden soll, so
erfolgt die Profilierung
der Stege vorteilhaft vor dem gemeinsamen Rundrollen der beiden miteinander verbundenen
Bänder.
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Die Enden der zu einem zylindrischen Käfig rundgerollten Bänder können
entweder miteinander verbunden werden, wenn beispielsweise der Käfig für ein Wälzlager
verwendet werden soll, oder aber offen bleiben, wenn der Käfig in eine Freilaufkupplung
eingebaut werden soll. In diesem Fall kann es erforderlich sein, den Käfig verdrehsicher
gegenüber einem mit Klemmflächen versehenen Innen- oder Außenring der Freilaufkupplung
zu montieren. Bei einem Käfig, bei dem zur festen Verbindung der beiden Bänder die
Ränder des Blechbandes um 1800 umgefaltet sind, kann dies dadurch geschehen, daß
an einer oder mehreren Stellen des Käfigumfanges kurze Abschnitte der Ränder des
Blechbandes nicht umgefaltet sind und so in axialer Richtung vom Käfig abstehende
Vorsprünge bilden. Diese Vorsprünge können dann zur Verdrehsicherung des Käfigs
gegenüber dem mit Klemmflächen versehenen Innen-oder Außenring der Freilaufkupplung
verwendet werden, beispielsweise in~dem sie in entsprechende Ausnehmungen in seitlichen
Borden des Innen- oder Außenrings eingreifen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf die beiden miteinander verbundenen
Bänder im flachen Ausgangszustand, wobei die verschiedenen Verfahrensschritte zu
erkennen sind; Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Figur 1 vor dem Profilieren
der Stege;
Figur 3 einen Schnitt ähnlich der Figur 2, jedoch nach
dem Profilieren der Stege und dem Anstellen der Federelemente, Figur 4 einen Schnitt
gemäß der Linie IV-IV der Figur 1, Figur 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V der
Figur 1, Figur 6 einen Querschnitt durch eine Freilaufkupplung, bei der ein erfindungsgemäßer
Käfig eingesetzt ist.
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Im unteren Teil der Figur 1 ist das Band 1 aus federelastischem Material
dargestellt, das im oberen Teil der Figur 1 mit dem Blechband 2 verbunden ist. Im
Band 1 aus federelastichem Material und im Blechband 2 sind die Konturen für die
Taschen zur Aufnahme der Rollen vorgestanzt. Im Band 1 sind weiterhin die Konturen
der Federelemente 3 und die Konturen von Haltevorsprüngen 4 eingestanzt. Sollbruchstellen
5 ermöglichen einen Ausgleich der beim späteren Rundrollen entstehenden Längenunterschiede
der beiden Bänder.
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In der Schnittdarstellung der Figur 2 sind die um 900 zu einem U-förmigen
Profil gebogenen Ränder 6 des im Ausgangszustand flachen Blechbandes 2 gestrichelt
eingezeichnet.
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Nach dem Einlegen des Federbandes 1 werden die Ränder 6 um weitere
90° nach innen umgebogen und klemmen so die Ränder des Bandes 1 fest. Da die Breite
des Bandes 1 um einen geringen Betrag größer ist als der Abstand zwischen den Falzen
der umgefalteten Ränder 6 des Blechbandes 2, hebt das Band 1 etwas von den Stegen
des Blechbandes 2 ab.
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Dadurch kann es sich nach dem Profilieren der Stege (Figur 3) formschlüssig
an diese anlegen. Nach dem Profilieren kann
das Freistanzen der
Taschenenden 7 erfolgen.
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Bei den folgenden Operationen werden die Federelemente 3 angestellt
und dann in das Innere der Taschen des Federbandes 2 abgeknickt. Gleichzeitig erfolgt
das Formen und Abknicken der Haltevorsprünge 4. Die beiden miteinander verbundenen
Bänder 1 und 2 werden nun in Streifen entsprechender Länge geteilt und in eine zylindrische
Form rundgerollt.
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In Figur 6 ist ein erfindungsgemäßer Käfig in eine Freilaufkupplung
eingebaut dargestellt. Die Freilaufkupplung besteht aus einem glattzylindrischen
Innenring 8 und einem mit Klemmflächen versehenen Außenring 9, zwischen denen zylindrische
Klemmkörper 10 in einem Käfig aufgenommen sind.
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Die Klemmkörper sind durch die Federelemente 3 angefedert und durch
die Haltevorsprünge 4 gegen Herausfallen radial nach innen gesichert.