DE3521814A1 - Verfahren zur herstellung eines kammkaefigs fuer ein waelzlager, spritz-, giess- oder pressform zur durchfuehrung des verfahrens und nach dem verfahren hergestellter kaefig - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere aus einem polymeren Werkstoff bestehenden Kammkäfigs für ein Wälz­ lager, der Käfigtaschen mit einer Hinterschneidung an wenigstens einer ihrer einander gegenüberliegenden Wandungen aufweist und dessen Dicke im Bereich der Käfigtaschen höchstens der geringsten Breite der Öff­ nungen der Käfigtaschen auf der offenen Seite des Käfigs entspricht, in einer Spritz-, Gieß- oder Preßform, die aus einen Formhohlraum ein­ schließenden Formteilen besteht und Kerne zur Bildung der Käfigtaschen aufweist, wobei die Form zunächst geschlossen und zur Bildung des Käfigs mit Werkstoff ausgefüllt wird, dann die Form geöffnet und schließlich der fertige Käfig ausgeworfen wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Spritz-, Gieß- oder Preßform zur Durchführung dieses Verfahrens sowie einen Käfig, der in dieser Form nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Durch die DE-OS 26 16 019 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art unter Verwendung einer entsprechenden Form bekannt, wobei allerdings die Dicke des Käfigs im Bereich der Taschen größer als die geringste Breite der Öffnungen der Käfigtaschen auf der offenen Seite des Käfigs ist. Jedoch ist durch die DE-OS 26 56 733 ein Käfig der obengenannten Art bekannt, der ohne weiteres nach dem aus der DE-OS 26 16 019 be­ kannten Verfahren hergestellt werden kann.

Wenn der Käfig nach dem bekannten Verfahren hergestellt wird, kann er nur dann ohne Schwierigkeiten aus der Form ausgeworfen werden, wenn die Käfigtaschen im Bereich der Hinterschneidungen eine Nachgiebigkeit aufweisen, die ausreicht, um die Kerne und den Käfig unter elastischer Verformung des Käfigs voneinander trennen zu können. Damit ist die Größe der Hinterschneidungen, die mit dem bekannten Verfahren realisiert werden können, auf ein Maß beschränkt, das sicherstellt, daß bleibende Verformungen des Käfigs oder gar dessen Zerstörung beim Ent­ formen ausgeschlossen sind. Außerdem ist es kaum möglich, nach dem be­ kannten Verfahren Käfige herzustellen, deren Käfigtaschen Hinterschnei­ dungen aufweisen, die scharfkantig ausgeführt sind. Gänzlich unmöglich ist die Herstellung von Käfigen, die aus spröden Werkstoffen bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, das es gestattet, den Käfig unabhängig von der Größe der Hinterschneidungen und den Elastizitätseigenschaften seines Werkstoffs und weitgehend unabhängig von der geometrischen Form der Hinterschneidungen ohne bleibende Verformungen und sonstige Beschädi­ gungen aus der Form auswerfen zu können.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kerne vor dem Auswerfen des Käfigs relativ zu den Käfigtaschen in eine Lage ge­ bracht werden, in der sie mit den Hinterschneidungen der Käfigtaschen außer Eingriff sind. Es ist so möglich, den Käfig kraftfrei von den Kernen zu trennen, das heißt, beim Auswerfen des Käfigs treten an diesem keinerlei Verformungen auf. Somit können die Hinterschneidungen von be­ liebiger Größe sein. Auch an dem Werkstoff des Käfigs sind hinsichtlich seiner Elastizitätseigenschaften keine besonderen Anforderungen zu stellen. Hinsichtlich der Form der Hinterschneidungen muß lediglich sichergestellt sein, daß es möglich ist, die Kerne relativ zu den Käfig­ taschen in eine Lage zu bringen, in der sie mit den Hinterschneidungen außer Eingriff sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können nicht nur Käfige herge­ stellt werden, deren Taschen deshalb Hinterschneidungen aufweisen, weil sie der Kontur der Wälzkörper angepaßt sind, sondern auch solche, bei denen die Wandungen der Käfigtaschen z. B. zur Bildung von Schmier­ mitteltaschen oder von Haltevorsprüngen für die Wälzkörper mit Hinter­ schneidungen versehen sind.

Eine Form zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne, deren Dicke der des Käfigs im Bereich der Käfigtaschen entspricht, um Achsen, die in die Käfigachse enthaltenden Ebenen angeordnet sind, derart schwenkbar sind, daß sie mit der Hinterschneidung der jeweiligen Käfigtasche außer Eingriff sind. Durch diese Bemessung der Kerne und diese Wahl der Achsen wird sicher­ gestellt, daß die Kerne durch eine einfache Schwenkbewegung in eine Lage gebracht werden können, mit der sie mit den jeweiligen Hinter­ schneidungen außer Eingriff sind, so daß der Käfig kraftfrei ausgeworfen werden kann.

Je nach der Gestalt der Hinterschneidungen kann es erforderlich sein, daß gemäß einer Variante der Erfindung die Kerne außerdem in Richtung der Achsen längsverschieblich sind.

Nach Varianten der Erfindung ist bei nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren in der beschriebenen Form hergestellten Käfigen, bei denen die Hinterschneidung durch eine Vertiefung gebildet ist, vorgesehen, daß diese im wesentlichen in einer zur jeweiligen Achse rechtwinkligen Ebene aus­ gehend von einer durch die Ebene geschnittenen Begrenzungskante der Käfigtasche verläuft und Höhe und Breite der Vertiefung jeweils entweder konstant ist oder ausgehend von der Begrenzungskante abnimmt, während für den Fall, daß die Hinterschneidung durch einen Vorsprung gebildet ist, vorgesehen ist, daß dieser im wesentlichen in einer zur jeweiligen Achse rechtwinkligen Ebene ausgehend von einer durch die Ebene geschnittene Begrenzungskante der Käfigtasche verläuft, und Höhe und Breite des Vor­ sprungs jeweils entweder konstant ist oder ausgehend von der Begren­ zungskante zunimmt.

Im Falle von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Käfigen, bei denen beide einander gegenüberliegende Wandungen einer Käfigtasche mit Hinterschneidungen versehen sind, ist vorgesehen, daß diese von einander diametral gegenüberliegenden Begrenzungskanten der Käfigtasche ausgehen.

Schließlich kann im Falle von in der erfindungsgemäßen Form herge­ stellten Käfigen mit Käfigtaschen, deren Weite konstant ist oder in Rich­ tung auf die offene Seite des Käfigs kontinuierlich zunimmt, vorgesehen sein, daß die Hinterschneidungen nach Art einer Schraubenlinie ausge­ bildet sind, wobei die Längsachsen der Käfigtaschen und der zugehörigen Schraubenlinien den jeweiligen Achsen entsprechen.

Beim Entformen dieses Käfigs führen die Kerne zusätzlich zu der Schwenkbewegung eine von der Steigung der Schraubenlinie abhängige Längsbewegung aus. Wenn die Schraubenlinien aller Käfigtaschen die gleiche Steigung aufweisen, ist es aber auch möglich auf die Längsbewe­ gung der Kerne zu verzichten, sondern diese synchron zu schwenken, was dazu führt, daß der gegenüber der Form drehfeste Käfig die Längsbewe­ gung ausführt und so aus der Form ausgeworfen wird.

In den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Spritzform gemäß Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2 in abgewickelter Darstellung,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 durch die Spritzform in geöffnetem Zustand und

Fig. 5 bis 7 teilweise perspektivische Ansichten von nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren hergestellten Käfigen sowie je­ weils eines Kernes zur Formung von deren Käfigtaschen.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Spritzform 1, welche einen bereits fertig ge­ spritzten Kammkäfig 2 für ein Radialkugellager enthält.

Der Käfig 2 besteht aus einem Ringteil 3 und an dieses in gleichmäßigem Abstand voneinander angebildeten Stegen 4, welche Käfigtaschen mit sphärischen Wandungen zur Aufnahme von Kugeln begrenzen. Die Wan­ dungen der Taschen weisen Hinterschneidungen auf, weil zum einen die Stege 4 vom Ringteil 3 weg über die durch die Kugelmittelpunkte gehende Ebene hinausragen und zum anderen - wie aus Fig. 4 ersichtlich - Schmiernuten 5 in den einander gegenüberliegenden Bereichen der Wan­ dungen der Käfigtaschen vorgesehen sind. Wie aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Dicke des Käfigs 2 im Bereich der Käfigtaschen kleiner als die geringste Breite von deren Öffnungen auf der offenen Seite des Käfigs 2.

Die Spritzform 1 besteht aus zwei axial trennbaren Formhälften 6 und 7, welche einen der Gestalt des Käfigs 2 entsprechenden Hohlraum ein­ schließen, der durch einen Kanal 8 mit dem Anguß 9 verbunden ist. Die Formhälfte 6 ist mit einer Anzahl die Käfigtaschen formenden Kernen 10 versehen, welche Vorsprünge 11 zur Bildung der Schmiernuten 5 auf­ weisen. Außerdem ist in der Formhälfte 6 ein axial verschiebbarer Aus­ werfer 12 für den fertigen Käfig 2 vorgesehen.

Bei der Herstellung des Käfigs wird so verfahren, daß zunächst wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich die geschlossene, den Formhohlraum ein­ schließende Form 1 durch den Anguß 9 und den Kanal 8 mit polymerem Werkstoff gefüllt wird. Um den Käfig 2 aus der Form 1 entnehmen zu können, wird diese geöffnet. Anschließend werden die Kerne 10 wie in Fig. 2 gezeigt in eine Lage gebracht, in der sie mit den Hinterschnei­ dungen der Käfigtaschen 13 außer Eingriff sind. Der Käfig 2 kann nun ohne irgendwelche Verformungen von den Kernen 10 abgenommen werden.

Dies ist deshalb möglich, weil die Kerne 10, deren Dicke der des Käfigs 2 im Bereich der Käfigtaschen 13 entspricht, um Achsen 14 schwenkbar sind, die parallel zur Käfiglängsachse verlaufen, und weil außerdem die Schmiernuten 5, die in einer zur jeweiligen Achse 14 rechtwinkligen Ebene ausgehend von einer durch diese geschnittene Begrenzungskante der Käfigtasche 13 verlaufen, von konstanter Breite und Höhe sind.

Es wird deutlich, daß nach der Erfindung Käfige mit Hinterschneidungen von beliebiger Größe hergestellt werden können, wobei an den Werkstoff des Käfigs hinsichtlich seiner Elastizitätseigenschaften keine besonderen Anforderungen gestellt sind. Auch hinsichtlich der Gestalt der Hinter­ schneidungen besteht ein großer Spielraum, da lediglich gewährleistet sein muß, daß die Kerne relativ zu den Käfigtaschen in eine Lage gebracht werden können, in der sie mit den Hinterschneidungen außer Eingriff sind.

Wie in Fig. 5 anhand eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten, für ein Radialrollenlager vorgesehenen Käfigs 15, dessen Käfig­ taschen 16 in einander gegenüberliegenden Bereichen ihrer Wandungen Hinterschneidungen in Form von Vertiefungen 17 aufweisen, welche durch Kerne 18, von denen einer dargestellt ist, gebildet werden, verdeutlicht ist, gehen die Hinterschneidungen dann, wenn sie sich nicht wie im Falle des zuvor beschriebenen Käfigs zwischen zwei Begrenzungskanten der je­ weiligen Käfigtaschen erstrecken, voneinander diametral gegenüber­ liegenden Begrenzungskanten der Käfigtaschen 16 aus. Außerdem weisen die Hinterschneidungen anders als bei dem zuvor beschriebenen Käfig eine über ihren Verlauf veränderliche Breite und Höhe auf, und zwar nehmen Breite und Höhe der Vertiefungen 17 ausgehend von der Begrenzungskante der zugehörigen Käfigtasche 16 kontinuierlich zu.

Es wird so erreicht, daß die Kerne 18, obwohl sich die Hinterschneidungen nicht zwischen zwei Begrenzungskanten einer Käfigtasche 16 erstrecken und außerdem eine veränderliche Breite und Höhe aufweisen, dennoch durch eine einfache Schwenkbewegung mit den Hinterschneidungen außer Eingriff gebracht werden können. Um dies auch dann zu gewährleisten, wenn die Hinterschneidungen als Vorsprünge ausgeführt sind, muß deren Breite und Höhe dann ausgehend von der Begrenzungskante der Käfigtasche abnehmen.

Fig. 6 zeigt ebenfalls einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her­ gestellten Kammkäfig 19 für ein Axialrollenlager und einen zur Bildung seiner Käfigtaschen 20 dienenden Kern 21. Im vorliegenden Fall werden die Hinterschneidungen durch an den freien Enden der Stege 22 vorge­ sehene Vorsprünge 23 gebildet, welche zur Halterung der nicht darge­ stellten Rollen im Käfig 19 dienen.

Sowohl im Falle des Käfigs nach Fig. 5 als auch des Käfigs nach Fig. 6 können die Kerne durch eine einfache Schwenkbewegung um eine in einer die Käfiglängsachse enthaltenden Ebene angeordnete Achse, die mit der Längsachse der jeweiligen Käfigtaschen zusammenfällt, mit den Hinter­ schneidungen außer Eingriff gebracht werden.

Schließlich ist in Fig. 7 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her­ gestellter Kammkäfig 24 für ein Radialrollenlager dargestellt, dessen Käfigtaschen 25 Wandungen mit Hinterschneidungen aufweisen, die als nach Art von Schraubenlinie verlaufende Schmiernuten 26 ausgebildet sind. Da die Käfigtaschen 25 eine konstante Weite aufweisen und außer­ dem Höhe und Breite der Schmiernuten 26 über deren Länge konstant sind, können die Kerne 27, von denen einer dargestellt ist, durch eine kombinierte Schwenk- und Längsbewegung mit den Hinterschneidungen außer Eingriff gebracht werden.

Da im Falle des dargestellten Käfig 24 alle Schraubenlinien die gleiche Steigung aufweisen, können die Kerne 27 jedoch auch durch eine synchrone Schwenkbewegung mit den Hinterschneidungen außer Eingriff gebracht werden. Die Längsbewegung führt dann der Käfig 24 aus, so daß unter Umständen ein Auswerfen des Käfigs 24 entfallen kann.

Die Ausführungsbeispiele zeigen nur einen Teil der Ausführungen, die im Rahmen der Erfindung möglich sind.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines insbesondere aus einem polymeren Werkstoff bestehenden Kammkäfigs für ein Wälzlager, der Käfigtaschen mit einer Hinterschneidung an wenigstens einer ihrer einander gegenüber­ liegenden Wandungen aufweist und dessen Dicke im Bereich der Käfig­ taschen höchstens der geringsten Breite der Öffnungen der Käfigtaschen auf der offenen Seite des Käfigs entspricht, in einer Spritz-, Gieß- oder Preßform, die aus einen Formhohlraum einschließenden Formteilen be­ steht und Kerne zur Bildung der Käfigtaschen aufweist, wobei die Form zunächst geschlossen und zur Bildung des Käfigs mit Werkstoff ausgefüllt wird, dann die Form geöffnet und schließlich der fertige Käfig ausge­ worfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (10, 18, 21, 27) vor dem Auswerfen des Käfigs (2, 15, 19, 24) relativ zu den Käfigtaschen (13, 16, 20, 25) in eine Lage gebracht werden, in der sie mit den Hinter­ schneidungen (5, 17, 23, 26) der Käfigtaschen (13, 16, 20, 25) außer Ein­ griff sind.

2. Spritz-, Gieß- oder Preßform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (10, 18, 21, 27), deren Dicke der des Käfigs (2, 15, 19, 24) im Bereich der Käfigtaschen (13, 16, 20, 25) entspricht, um Achsen, die in die Käfigachse enthaltenden Ebenen angeordnet sind, derart schwenkbar sind, daß sie mit der Hinterschneidung (5, 17, 23, 26) der jeweiligen Käfigtasche (13, 16, 20, 25) außer Eingriff sind.

3. Spritz-, Gieß- oder Preßform nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kerne (27) außerdem in Richtung der Achsen längsver­ schieblich sind.

4. Kammkäfig, welcher nach dem Verfahren nach Anspruch 1 in einer Form nach Anspruch 2 oder 3 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidung durch eine Vertiefung (17) gebildet ist, welche im wesentlichen in einer zur jeweiligen Achse rechtwinkligen Ebene aus­ gehend von einer durch die Ebene geschnittenen Begrenzungskante der Käfigtasche (16) verläuft, und Höhe und Breite der Vertiefung (17) jeweils entweder konstant ist oder ausgehend von der Begrenzungskante abnimmt.

5. Kammkäfig, welcher nach dem Verfahren nach Anspruch 1 in einer Form nach Anspruch 2 oder 3 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidung durch einen Vorsprung (23) gebildet ist, welcher im wesentlichen in einer zur jeweiligen Achse rechtwinkligen Ebene aus­ gehend von einer durch die Ebene geschnittenen Begrenzungskante der Käfigtasche (20) verläuft, und Höhe und Breite des Vorsprungs (23) jeweils entweder konstant ist oder ausgehend von der Begrenzungskante zunimmt.

6. Kammkäfig nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide einander gegenüberliegende Wandungen einer Käfigtasche (16) mit Hinter­ schneidungen (17) versehen sind, welche von einander diametral gegenüberliegenden Begrenzungskanten der Käfigtasche (16) ausgehen.

7. Kammkäfig nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der Käfigtaschen (25) konstant ist oder in Richtung auf die offene Seite des Käfigs (24) kontinuierlich zunimmt und die Hinter­ schneidungen nach Art einer Schraubenlinie (26) ausgebildet sind, wobei die Längsachsen der Käfigtaschen (25) und der zugehörigen Schrauben­ linien (26) den jeweiligen Achsen entsprechen.