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Wälzlager und Verfahren zu seinem Zusammenbau Die Erfindung bezieht
sich auf Wälzlagereinheiten, bei welchen Kegelrollen in taschenförmigen Öffnungen
eines Käfigs zwischen inneren und äußeren Laufflächen angeordnet sind und bei welchen
die äußere Lauffläche an ihrem weiteren Ende einen nach innen vorspringenden Anschlagsrand
in Form einer Umfangsrippe oder -schulter hat.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Käfigs verbesserter und
neuartiger Bauart zur Verwendung bei Wälzlagern der erwähnten Art, ferner die Schaffung
eines besonderen Wälzlagers mit einem derartigen Käfig und schließlich die Aufzeigung
eines Verfahrens zum Zusammenbau eines Wälzlagers mit Käfig zu einer in sich geschlossenen
Einheit.
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Der Wälzlagerkäfig besteht erfindungsgemäß aus einer kegelstumpfförmigen,
mit Taschen für die Laufrollen versehenen Hülse, deren größerer Stumpfrand kreisförmigen
und deren kleinerer Stumpfrand vieleckigen Umriß aufweist, wobei der kreisförtnige
Umriß des einen Stumpfrandes allmählich in den vieleckigen Umriß des anderen Stumpfrandes
übergeht.
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Das Wälzlager mit einem derartigen Käfig ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager einen äußeren Laufring mit konischer Laufbahn und einer
inneren,
ringförmigen Anschlagsrippe an der Kegelbasis aufweist und der größere Stumpfrand
des Käfigs in Höhe der Kegelbasis der Laufbahn, der kleinere dagegen nach dem Kegelstumpfende
derselben hin gelegen ist, wobei die Kegelrollen derart in den Käfigtaschen untergebracht
sind und durch den Käfig in Stellung gehalten werden, daß die größeren Längsteile
der Rollenkörper zwischen dem Käfig und dem äußeren Laufring zu liegen kommen.
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Das Verfahren zum Zusammenbau eines Wälzlagers zu einer in sich geschlossenen
Einheit besteht erfindungsgemäß darin, daß die Rollen zunächst z. B. zwischen der
Anschlagsrippe des äußeren Lagerringes und unteren Anschlägen eines Haltewerkzeuges
in Betriebsstellung gebracht werden, worauf der Käfig, dessen kleinerer Stumpfdurchmesser
noch kleiner als der Rollenentfernung entsprechend gewählt wurde, über die Rollen
derart gestülpt wird, daß diese in die Käfigöffnungen eintreten, und daß schließlich
der Käfig allmählich vom größeren zum kleineren Stumpfende, z. B. mittels eines
Stempels, so verformt wird, daß der verformte Stumpfrand einen polygonalenUmriß
annimmt und die Rollen in den Käfigöffnungen festgehalten werden.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. i ist ein Querschnitt durch ein Wälzlager mit Kegelrollen gemäß
Erfindung und zeigt das Lager, nachdem der untere Rand des die Form eines hohlen
Kegelstumpfes aufweisenden Käfigs zwecks Festlegung der Kegelrollen in eine polygonale
Form gebracht worden ist; Fig. 2 zeigt im Querschnitt das Werkzeug zum Andrücken
der Kegelrollen gegen die obere Anschlagsrippe der äußeren Lauffläche sowie den
mit Rillen versehenen Stempel zum Verformen des unteren Käfigrandes, wobei der Käfig
nach der Verformung in vollen Linien dargestellt ist, während seine ursprüngliche
Gestalt in gestrichelten Linien erscheint; Fig. 3 ist ein Querschnitt des Käfigs
allein nach der Verformung; Fig.4 ist ein Querschnitt des Käfigs vor der. Verformung;
Fig.5 stellt einen Längsschnitt durch das von unten wirkende Haltewerkzeug für die
Kegelrollen dar; Fig.6 veranschaulicht die Ansicht des zur Verformung des Käfigs
dienlichen Stempels mit den Aufnahmenuten für die Kegelrollen; Fig. 7 ist eine Teilansicht
in vergrößertem Maßstab, welche den polygonalen Umriß des verformten Käfigendes
erkennen läßt.
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Das Wälzlager gemäß Erfindung hat eine äußere Lauffläche i von kegelförmiger
Gestalt, auf welcher eine Anzahl Kegelrollen 2 umlaufen, die mit ihren oberen Enden
gegen eine nach innen gerichtete Anschlagsrippe oder -schulter 3 anliegen, welche
längs der inneren Lauffläche verläuft. Die Kegel-. rollen passen in Taschen 4 eines
ringförmigen, sich verjüngenden, beiderseits offenen Käfigs 5 in Form eines hohlen
Kegelstumpfes, der zwischen der äußeren Lauffläche und einer inneren (nicht dargestellten)
Lauffläche derart angeordnet ist, daß die größere Masse der Rollen 2 zwischen dem
Käfig 5 und der konischen Lauffläche i liegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
daß bei entfernter innerer Lauffläche, wie in Fig. i dargestellt, die äußere Lauffläche
i mit dem Käfig 5 und den Rollen 2 eine sich selbst haltende Einheit bilden.
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Infolge des Vorhandenseins der Anschlagsrippe 3 am Umfang des oberen
Endes der äußeren Lauffläche ist es erwünscht, die Kegelrollen 2 zunächst mit ihren
äußeren, oberen Kanten gegen diese Anschlagsrippe zu legen und dann den Käfig mit
seinem geringeren Durchmesser voran über die Rollen zu stülpen, bis der Käfig schließlich
mit seiner hinteren Kante in Höhe der Anschlagsrippe 3 liegt. Das ist mit einem
Käfig, dessen unterer Durchmesser in der in der Zeichnung dargestellten Lage normalen
Durchmesser hat, nicht möglich, und daher ist erfindungsgemäß der untere Durchmesser
des Käfigs noch kleiner als der Rollenentfernung entsprechend gewählt worden, so
daß, wenn die Rollen auf der äußeren Lauffläche aufliegen, wobei sie von den oberen
und unteren Anschlägen 3, 7 in richtiger Lage gehalten werden, der Käfig mit dem
vorderen Ende geringen Durchmessers voran über die Rollen gestülpt werden kann.
Das vordere Ende des Käfigs wird dann mittels eines Stempels io verformt, nachdem
der Käfig gegenüber den Rollen und der Lauffläche in die richtige Lage gebracht
worden ist, und zwar anstatt in eine kreisförmige oder konische in eine polygonale
Gestalt.
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Die Verfahrensweise ist dabei folgende: Die äußere Lauffläche i wird
auf ein Haltewerkzeug 6 abgestützt, das zugleich so ausgebildet ist, daß es auch
die auf die Lauffläche gegen die Anschlagsrippe 3 aufgelegten Rollen 2 halten kann.
Dieses Haltewerkzeug hat ein topfförmiges oberes Ende 6° mit einer ringförmigen,
sich verjüngenden Wandung, deren obere Kante Scharten oder Lücken zur Aufnahme der
kleineren Enden der Kegelrollen 2 aufweist, wie in Fig. 5 dargestellt. Diese Lücken
sind durch kleine vorstehende Vorsprünge 8 voneinander getrennt, die zwischen den
Rollen angeordnet sind und den üblichen Trennstegen oder -rippen 9 der Käfigöffnungen
4 gegenüber zu liegen kommen, wenn der Käfig 5 in Stellung gebracht wird. Wenn ein
voller Rollensatz gegen die äußere Lauffläche in richtiger Rollenanordnung und -entfernurig
voneinander zur Anlage gelangt ist, werden die größeren Endender Rollen durch das
Werkzeug 6 gegen die Anschlagsrippe 3 gedrückt. Der nach Fig.4 gestaltete Käfig
wird dann mit dem kleinen Durchmesser voran auf den Rollensatz 2 gestülpt. Liegt
der Käfig 5 auf diese Weise auf den Rollen 2 auf, die ihrerseits von dem Haltewerkzeug
6 gegen die Anschlagsrippe 3 gehalten werden, wird ein Stempel io eingeführt, der
den unteren Rand des Käfigs 5 nach außen auf den richtigen Durchmesser drückt. Dieser
Stempel hat, wie Fig.6 erkennen läßt, einen konischen Arbeitsteil, dessen unteres
Ende Rillen oder Nuten aufweist,
zwischen denen eine Anzahl am Umfang
in Abstand voneinander stehende, aufeinander zulaufende Rippen oder Stege 1 2 angeordnet
sind, die, sich in Längsrichtung des Stempels erstrecken und, wie dargestellt, in
gleichen, den Stegentfernungen des Käfigs entsprechenden Abständen voneinander stehen.
Der Stempel io arbeitet so; daß jeder Steg 12 gegen einen der Käfigstege trifft.
Die Nuten i i des Stempels dienen dabei dazu, erie Rollen aufzunehmen, und wenn
sich der Stempel io abwärts in den Käfig 5 hineinbewegt, wird dieser nach unten
gedrückt und allmählich von seinem oberen Rande her nach unten zu verformt, bis
er am Ende des Stempelhubes an seinem unteren Rande in eine polygonale Querschnittsform
gepreßt worden ist, wie in Fig.7 dargestellt. Die Verformung des unteren Käfigrandes
geht auf diese Weise ohne wesentliche Verminderung der Metallstärke des verformten
Teiles vor sich. Der Streckvorgang wird nicht so weit fortgesetzt, daß das Metall
der abgeflachten Teile 13 wesentlich geschwächt oder in der Stärke wesentlich vermindert
wird. Die nach außen gedrückten Käfigstege 9 werden durch den Stempel flachgedrückt,
so daß das Vieleck aus abwechselnd langen und kurzen Seiten besteht. Die Käfigtaschen
sind anfänglich von einer etwas geringeren als der normalen Länge. Sie werden im
Verlauf der Verformung einer leichten Streckung unterworfen. Wenn der untere Rand
des Käfigs 5 in der geschilderten Weise verformt worden ist, werden die Rollen 2
wirksam festgehalten. Der Stempel kann einen mittleren Führungszapfen 14 aufweisen,
der in eine Mittelführung 15 des Teiles 6 eingreift, der die lZolleii während des
Verformungsvorganges festhält.
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Obwohl vorzugsweise der untere, einen geringeren Durchmesser als normal
aufweisende Rand des Käfigs in eine polygonale Gestalt gepreßt wird, kann dieser
Rand auch gewünschtenfalls kreisförmige Gestalt erhalten, während der den größeren
Durchmesser des hohlen Kegelstumpfes aufweisende obere Rand des Käfigs 5 zu einem
polygonalen Umriß verformt wird. Bei dieser Anordnung wurde der untere Rand des
Käfigs anfänglich normale Abmessung und Gestalt aufweisen, doch -,würde der obere
Rand anfänglich einen kleineren Durchmesser als normal haben, um die Rollen auf
das Haltewerkzeug zwischen Käfig und äußerer Lauffläche aufsetzen zu können und
sie vom Werkzeug gegen die Anschlagsrippe halten zu lassen, worauf dann dieser obere
Rand zu polygonaler Gestalt verformt wird.