DE923761C

DE923761C - Multi-part cage for roller bearings

Info

Publication number: DE923761C
Application number: DEST5460A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Reiter; Friedrich Dr-Ing Wieland
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1951-10-11
Filing date: 1952-10-09
Publication date: 1955-02-21

Description

Mehrteiliger Käfig für Wälzlager Die Verwendung von Sintermetall für Käfige von Wälzlagern ist besonders vorteilhaft, weil sich durch das Sinterverfahren genau maßhaltige Werkstücke ohne Nacharbeit ergeben und das Sintermetall porös und zur Speicherung von Schmieröl bestens geeignet ist, so daß sich günstige Laufeigenschaften für die Wälzkörper erzielen lassen. Die bisher bekannten Massivkäfige aus Sintermetall weisen ein Kammstück auf, mit dem ein Deckring mit Hilfe gesonderter Nietbolzen fest verbunden ist, und haben den Nachteil, daß die Stege des Kammstückes zur Aufnahme der Nietbolzen axial durchbohrt werden müssen, daß für die Herstellung des Kammstückes komplizierte und teure Preßwerkzeuge erforderlich sind und daß die Anfertigung solcher Käfige mit größeren Abmessungen wegen der dafür notwendigen starken Pressen unwirtschaftlich ist.Multi-part cage for rolling bearings The use of sintered metal for Cages of rolling bearings is particularly advantageous because it is made by the sintering process Exactly dimensionally stable workpieces result without reworking and the sintered metal is porous and is ideally suited for storing lubricating oil, so that it has favorable running properties can be achieved for the rolling elements. The previously known solid cages made of sintered metal have a comb piece with which a cover ring with the help of separate rivet bolts is firmly connected, and have the disadvantage that the webs of the comb piece for receiving the rivet bolt must be axially pierced that for the production of the comb piece complicated and expensive pressing tools are required and that the manufacture of such Cages with larger dimensions are uneconomical because of the strong presses required for them is.

Es wurden auch schon mehrteilige Käfige für Wälzlager vorgeschlagen, die aus zwei seitlichen Ringen und einer Anzahl mit ihnen vernieteter, der Form der Wälzkörper angepaßter und zu deren Führung dienender Stege bestehen. Dabei weisen die Stege stirnseitig vorstehende Zapfen auf, mit denen sie in entsprechende Löcher der seitlichen Ringe zur Nietverbindung eingesteckt werden. Die Verwendung von wegen seiner guten Laufeigenschaften günstigem Sintermetall für diese Stege scheiterte bisher daran, daß sich die verhältnismäßig dünnen und langen, stirnseitig vorstehenden Nietzapfen im Sinterverfahren zufolge ihrer Brüchigkeit nicht wirtschaftlich herstellen lassen.Multi-part cages for rolling bearings have also been proposed, that of two side rings and a number riveted to them, the shape the rolling elements are adapted and are used to guide webs. In doing so, show the webs on the end face protruding pegs with which they can be inserted into corresponding holes the rings on the side for riveting. The use of because of Sintered metal, which is favorable because of its good running properties, for these webs failed so far because of the fact that the relatively thin and long protruding at the front Rivet pin cannot be produced economically in the sintering process due to their brittleness.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines mehrteiligen Käfigs, bei dem die Vorzüge des Sintermetalls mit dem Vorteil einer leichten und wirtschaftlichen Herstellungsmöglichkeit verbunden sind.The purpose of the invention is to create a multi-part cage which the merits of the sintered metal with the advantage of being light and economical Manufacturing possibility are connected.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfig der letztbeschriebenen Art und besteht im wesentlichen darin, daß die Stege, aus Sintermetall hergestellt, als mit stirnseitig beiderseits axial vorstehenden Nietbolzen im Sinterverfahren zu jeweils einem Stück vereinigte Formkörper ausgebildet sind. Demnach ist für die Stege ein einheitlicher Formkörper aus zwei verschiedenen Werkstoffen geschaffen, der an den Laufflächen die guten Laufeigenschaften des Sintermetalls für die Wälzkörper und in den stirnseitig beiderseits vorstehenden Zapfen hinreichende Festigkeit für alle auftretenden Beanspruchungen beim Nieten und während des Betriebes besitzt. Es erübrigt sich das bisher erforderliche axiale Durchbohren der Stege, und für deren Herstellung sind verhältnismäßig kleine Preßwerkzeuge und Pressen erforderlich, die nunmehr auch die Ausführung von Käfigen in den größten Abmessungen ermöglichen. Die Fertigung großer Käfige ist auch in kleinen Serien wirtschaftlich. Für jeden Steg kann ein axial durchlaufender Nietbolzen verwendet werden; es ist aber auch möglich, je zwei kürzere, in den Stegkörper beiderseits eindringende Bolzen vorzusehen.The invention relates to a cage of the last described Type and consists essentially in the fact that the webs, made of sintered metal, than with rivet bolts protruding axially on both sides in the sintering process are formed into one piece combined molded bodies. Accordingly, it is for the Webs created a uniform molded body made of two different materials, the good running properties of the sintered metal for the rolling elements on the running surfaces and in the pin protruding on both sides, sufficient strength for has all the stresses that occur during riveting and during operation. There is no need for the previously required axial piercing of the webs, and for their production requires relatively small pressing tools and presses, which now also allow the execution of cages in the largest dimensions. The production of large cages is also economical in small series. For each An axially continuous rivet bolt can be used for the web; It is also possible to provide two shorter bolts that penetrate into the bar body on both sides.

Naturgemäß dürfen sich die Stege nicht -verdrehen, und der während des Betriebes auftretende ständige Wechsel von Belastung und Entlastung der einzelnen Wälzkörper und damit auch der Stege erfordert sogar eine verhältnismäßig starke Sicherung gegen Verdrehung. Zu diesem Zweck könnten die Nietbolzen mehrkantig ausgebildet sein und dementsprechend die seitlichen Ringe Mehrkantlöcher besitzen. Bei Abweichung von der Kreisform der Ringlöcher für die Nietbolzen ist aber die genaue Einhaltung der Ringteilung und damit das gleichmäßige Spiel aller Wälzkörper zwischen den Stegen nicht mehr gewährleistet. In weiterer Ausbildung der Erfindung sind daher die Nietbolzen kreiszylindrisch ausgebildet, und die Stege besitzen mindestens an einer ihrer Stirnflächen vorzugsweise radial zu den Nietbolzen verlaufende Vorsprünge in Form von Rippen, Nasen od. dgl., die in an der Ringinnenseite vorgesehene Ausnehmungen passend eingreifen. Die Vorsprünge der Stege und die Ausnehmungen an der Ringinnenseite übernehmen die erforderliche Sicherung gegen Verdrehung der Stege. Die Ausnehmungen der Ringe können durch spanabhebende Bearbeitung, vorteilhafter aber durch einen spanlosen Preßvorgang unter gleichzeitiger Verdichtung des Werkstoffes hergestellt werden. Die Vorsprünge an den Stirnflächen, der Stege werden beim Sinterpreßvorgang gleichzeitig mit ausgepreßt.Naturally, the webs must not twist, and the during of the company occurring constant change of burden and relief of the individual Rolling bodies and thus also the webs even require a relatively strong one Protection against twisting. For this purpose, the rivet bolts could be polygonal and accordingly the side rings have polygonal holes. If there is a deviation the circular shape of the ring holes for the rivet bolts is, however, the exact observance the ring division and thus the even play of all rolling elements between the webs no longer guaranteed. The rivet bolts are therefore in a further embodiment of the invention circular cylindrical, and the webs have at least one of their end faces projections in the form of ribs that preferably run radially to the rivet bolts, Lugs or the like that fit into recesses provided on the inside of the ring. The projections of the webs and the recesses on the inside of the ring take over required protection against twisting of the bars. The recesses of the rings can by machining, but more advantageously by a non-cutting pressing process be produced with simultaneous compression of the material. The protrusions At the end faces, the webs are pressed out at the same time during the sintering process.

Vorzugsweise sind die Vorsprünge als mittig zwischen den Führungsflächen der Stege für die Wälzkörper durchlaufende flache Rippen mit etwa kreissegmentförmigem Querschnitt ausgebildet, und die flachnutenförmigen Ausnehmungen an der Ringinnenseite sind, von den Bohrungen für die Nietzapfen unterbrochen, radial zur Wälzlagerachse angeordnet. Auf diese Weise wird eine möglichst lange, gerade, quer zur auftretenden Drehkraft stehende Rippe erreicht, die gegen Abscherung hinreichend gesichert ist. Es wäre aber auch möglich, als Vorsprung beispielsweise einen um den Nietbolzen gelegten elliptischen Kegelstumpf oder eine sonstige unrunde oder exzentrische Erhebung der Stirnfläche vorzusehen.The projections are preferably considered to be centered between the guide surfaces the webs for the rolling elements continuous flat ribs with approximately circular segment-shaped Cross-section formed, and the shallow groove-shaped recesses on the inside of the ring are interrupted by the holes for the rivet pin, radially to the roller bearing axis arranged. In this way, it is as long as possible, straight, perpendicular to the occurring Reached rotational force standing rib, which is adequately secured against shearing. But it would also be possible, for example, around the rivet bolt as a projection placed elliptical truncated cone or some other non-circular or eccentric elevation the end face to be provided.

Eine andre zweckentsprechende Art der Sicherung der Stege gegen Verdrehung besteht darin, daß mindestens einer der Ringe innenseitig dem Stegquerschnitt entsprechende Ausnehmungen besitzt, in welche die Stege mit ihren Enden passend eingreifen.Another appropriate way of securing the webs against rotation consists in that at least one of the rings on the inside corresponding to the cross-section of the web Has recesses into which the ends of the webs engage appropriately.

Die erfindungsgemäße Vereinigung von Nietbolzen und Steg im Sinterverfahren ermöglicht es aber auch infolge eines Verwachsens beider Werkstoffe, bei geringeren Belastungen von einer Verdrehungssicherung der Stege selbst abzusehen und nur den zylindrischen Nietbolzen in den Ringen gegen Verdrehung zu sichern. Zu diesem Zweck erweitern sich die Bohrungen für die Nietbolzen erfindungsgemäß in mindestens einem der beiden Ringe von der Hälfte des Ringquerschnittes an nach außen zu unter Abweichung von der Kreisform. Zufolge dieser von der Kreisform abweichenden Erweiterung der Nietlöcher ist nach der Nietung die Verdrehung der Bolzen gegenüber den beiden Ringen verhindert.The inventive combination of rivet bolt and web in the sintering process however, it also enables the two materials to grow together, with smaller ones To avoid loads from a rotation lock of the webs themselves and only the to secure cylindrical rivet bolts in the rings against rotation. To this end expand the bores for the rivet bolts according to the invention in at least one of the two rings from half of the ring cross-section to the outside with deviation from the circular shape. As a result of this expansion of the After riveting, rivet holes are the rotation of the bolts in relation to the two rings prevented.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. I und 2 einen Käfig im Schnitt und in Ansicht, wobei die Stege mit einem Seitenring bereits vernietet sind und der zweite Seitenring noch abgehoben ist, Fig. 3 einen aus Steg und Nietbolzen gebildeten Formkörper im Schaubild, Fig. 4 und 5 eine weitere mögliche Stegausbildung in Ansicht und Draufsicht und Fig. 6 einen zu letzterer Stegausbildung passenden Seitenring in Ansicht.The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example. There show Fig. I and 2 a cage in section and in view, the webs with one side ring are already riveted and the second side ring is still lifted Fig. 3 shows a shaped body formed from the web and rivet bolt in the diagram, Fig. 4 and 5 a further possible web design in view and plan view and Fig. 6 a view of a side ring that matches the latter web design.

Der für ein Zylinderrollenlager bestimmte Käfig besteht aus zwei Seitenringen I und einer der Zahl der Zylinderrollen 2 (in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt) entsprechenden Anzahl von Stegen 3 mit Nietbolzen 4. Die beiderseits stirnseitig axial vorstehenden Nietbolzen 4 sind mit den aus Sintermetall bestehenden Stegen 3 im Sinterverfahren zu einem einstöckigen Formkörper vereinigt. Die Stege 3 sind der Zylinderform der Rollen 2 angepaßt und dienen zu deren Führung. Die Seitenringe i besitzen zylindrische Bohrungen 5 zur Aufnahme der Nietbolzen 4. Zur Sicherung der Stege gegen Verdrehung sind an deren Stirnflächen gemäß Fig. i bis 3 mittig zwischen den Führungsflächen durchlaufende flache Rippen 6 mit etwa kreissegmentförmigem Querschnitt angeordnet, die in flachnutenförmige, radial zur Wälzlagerachse gerichtete Ausnehmungen 7 an der Innenseite der beiden Seitenringe I passend eingreifen. Wie in Fig. 4 bis 6 dargestellt, können die Stege 3 an ihren Stirnflächen aber auch etwa elliptisch-kegelförmige Nasen 8 besitzen, die in entsprechende, ebenfalls radial gerichtete elliptisch-trichterförmige Ausnehmungen 9 an der Innenseite der Ringe I passend einragen.The cage intended for a cylindrical roller bearing consists of two side rings I and one of the number of cylindrical rollers 2 (shown in phantom in Fig. 2) corresponding number of webs 3 with rivet bolts 4. Both sides on the front axially protruding rivet bolts 4 are connected to the webs made of sintered metal 3 combined in the sintering process to form a one-piece molded body. The webs 3 are adapted to the cylindrical shape of the rollers 2 and serve to guide them. The side rings i have cylindrical bores 5 for receiving the rivet bolts 4. For securing the webs against rotation are centered on their end faces according to FIGS Flat ribs 6 running through between the guide surfaces and having an approximately circular segment shape Arranged cross-section in the form of shallow grooves, directed radially to the roller bearing axis Recesses 7 on the inside of the both side rings I. intervention. As shown in Fig. 4 to 6, the webs 3 can on their end faces but also have approximately elliptical-conical lugs 8, which in corresponding, likewise radially directed elliptical-funnel-shaped recesses 9 on the inside of the Rings I protrude to match.

Beim Zusammensetzen des Käfigs werden die Stege 3 mit ihren vorstehenden Nietbolzen 4 zunächst in die Nietlöcher 5 eines der Seitenringe I eingesetzt, wobei sie zufolge der Ausnehmungen 7 oder 9 und der Vorsprünge 6 oder 8 zwangläufig in die richtige Drehstellung kommen. Dann werden die Stege gemeinsam mit dem einen Ring vernietet, anschließend die Rollen 2 eingesetzt, und schließlich wird der zweite Seitenring I als Deckring aufgesteckt und ebenfalls vernietet.When assembling the cage, the webs 3 with their protruding Rivet bolts 4 initially inserted into the rivet holes 5 of one of the side rings I, wherein according to the recesses 7 or 9 and the projections 6 or 8 inevitably in come to the correct turning position. Then the footbridges together with the one The ring is riveted, then the rollers 2 are inserted, and finally the second Side ring I attached as a cover ring and also riveted.

Bei Käfigen, die geringen Belastungen ausgesetzt werden, können allenfalls die Stirnflächen der Stege glatt gelassen und nur die Bolzen in den Ringen gegen Verdrehung gesichert werden. Zu diesem Zweck brauchen die Nietbohrungen 5 von der Mitte des Ringquerschnittes an nach außen nur elliptisch erweitert zu werden (ähnlich wie die in Fig. 6 dargestellten innenseitigen Ausnehmungen 9). Beim Vernieten füllen die Nietköpfe die elliptisch-trichterförmige Erweiterung aus, so daß eine Verdrehungssicherung der Nietbolzen gegenüber den Ringen erreicht wird.In the case of cages that are exposed to low loads, at most the faces of the webs left smooth and only the bolts in the rings against Rotation can be secured. For this purpose, the rivet holes need 5 of the In the middle of the ring cross-section to be expanded only elliptically to the outside (similar to like the inside recesses 9) shown in FIG. 6. Fill when riveting the rivet heads the elliptical-funnel-shaped extension, so that a rotation lock the rivet bolt opposite the rings is reached.

Die Unteransprüche sollen nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch geschützt sein.The subclaims should only be used in connection with the main claim be protected.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Multi-part cage for roller bearings, consisting of two side rings, riveted to them by a number, in the form of Rolling bodies adapted and connected to one another serving for their guidance webs are, characterized in that the webs, made of sintered metal, as with rivet bolts protruding axially on both sides in the sintering process a single molded body made of two different materials are.

2. Cage according to claim I, characterized in that the rivet bolts (4) are circular-cylindrical are formed and the webs (3) preferably on at least one of their end faces projections in the form of ribs (6), lugs (8) running radially to the rivet bolts or the like, which in recesses (7, 9) provided on the inside of the ring intervene appropriately.

3. Cage according to claims I and 2, characterized in that that the projections are centered between the guide surfaces of the connecting webs (3) for the rolling elements (2) continuous flat ribs (6) with preferably about circular segment-shaped cross-section and the shallow groove-shaped recesses (7) on the inside of the ring, interrupted by the holes (5) for the rivet bolts (q,), are arranged radially to the roller bearing axis. q ..

Cage according to claim i, characterized in that that at least one of the two rings on the inside corresponds to the cross-section of the web Has recesses into which the ends of the webs engage appropriately.

5. Cage according to claim i, characterized in that the bores for the rivet bolts in at least one of the two rings after half of the ring cross-section on the outside to expand while deviating from the circular shape.