DE956985C - Verfahren zur Herstellung von Nadelrollenkaefigen aus thermoplastischem, spritz- oder giessbarem Kunststoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Nadelrollenkäfigen aus thermoplastischem, spritz- oder gießbarem Kunststoff Nadelrollenkäfige zum Führen und Halten der Rollen werden vorwiegend aus metallischen Werkstoffen durch Drehen und Stanzen hergestellt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Nadelrollenkäfige aus Kunststoffen herzustellen; die Herstellung solcher Kunststoffkäfige erweist sich jedoch als äußerst schwierig.
• Für die Käfige ist die Forderung gestellt, die Käfigtaschen zur Aufnahme der Rollen so zu gestalten, daß letztere allseitig geführt und gegen Herausfallen gesichert sind. Durch diese Forderung ergeben sich sehr teure und störungsanfällige Formwerkzeuge, da außer der notwendigen Schieberkonstruktion auch noch Maßnahmen getroffen werden müssen, um ein Hinterschneiden der Taschenwandungen in der Schieberrichtung zu erreichen. Erfahrungsgemäß bilden sich bei Verwendung von mit Schiebern arbeitenden Formwerkzeugen zwischen den bewegten Teilen der Spritzgußform dünne Gratfähnchen, die am fertigen Spritzgußteil nachträglich entfernt werden müssen, um ein einwandfreies Arbeiten des Käfigs bzw. des mit dem Käfig ausgerüsteten Lagers zu gewährleisten.
• Bei der Fertigung der Käfige in Schieberformen ist es praktisch auch nicht möglich, mehrfach besetzte Spritzgußformen zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Spritzgußteile zu verwenden. Die Her- stellungsLosten sind bei Verwendung von einfach besetzten Formen selbstverständlich erheblich höher, als es normalerweise bei Spritzgußteilen der Fall ist. Es besteht zwar noch die Möglichkeit, die Käfige spritzgußtechnisch günstiger zu gestalten, indem sie mehrteilig ausgeführt werden, d. h. daß beispielsweise der eine Seitenring des Käfigs separat hergestellt und an dem anderen, aus dem zweiten Seitenring und den Stegen bestehenden Käfigteil nachträglich in irgendeiner Weise befestigt wird. Dabei muß aber für eine einwandfreie Verbindung der Käfigteile gesorgt werden, was bei den kleinen Querschnitten kaum möglich sein dürfte, ohne daß die Starrheit und Präzision des Käfigs darunter leiden.
• Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von aus einem Stück gepreßten Kunststoffkäfigen sollen die Rollenkörper selbst zur Erzeugung der Taschenöffnungen verwandt werden. Zur Sicherung des erforderlichen Rotlenspieles werden die auf entfernbare Abstandsscheiben gesetzten Laufrollen mit zwei übereinanderliegenden, gee schlitzten Zylindern aus dünnem Federstahlblech umgeben, die nach Erledigung des Preßvorganges entfernt werden. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren nur für große Rollendurchmesser anwendbar ist, ist es auch sehr umständlich und für die Massenfertigung ungeeignet.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein absolut gratfrei und maßgenau gespritzter Nadelrollenkäfig mit zwischen zwei seitlichen Ringen durch parallele, sprossenartige Käfigstege gebildeten Taschen, in denen die Nadelrollen geführt und gehalten werden, dadurch erhalten, daß zur Bildung der Käfigstege ein diese Stege als Hohlräume aufweisender, also negativer Vorspritzling aus Kunststoff als Mittelteil einer dreiteiligen Spritzgußform zwischen einer oberen und einer unteren Teilform mit ringförmigen, rinnenartigen Ausnehmungen zur Bildung der Käfigseitenringe verwandt und nach dem Einspritzen und Erhärten des Käfigwerkstoffes durch mechanische oder chemische Zerstörung aus dem Käfig herausgelöst wird.
• Das Herstellungsverfahren ist im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. I einen Querschnitt durch eine Spritzgußform zur Herstellung eines zylindrischen Nadelrollenkäfigs, Fig. 2 und 3 den als Mittelteil der Spritzgußform verwandten Vorspritzling im Längsschnitt und im Querschnitt; Fig. 4 bis 6 zeigen einige Käfigformen, wie sie nach dem Verfahren hergestellt werden können.
• Die in Fig. I gezeigte Spritzgußform stellt eine Ausführung zur Herstellung eines zylindrischen Nadelrollenkäfigs dar. Für große Stückzahlen können die bei der Herstellung von Kleinteilen in der Spritzgußtechnik üblichen Mehrfachformen ohne Schwierigkeiten verwendet werden. Das eigentliche Formwerkzeug ist dreiteilig ausgebildet und besteht aus der oberen, mit Einfüllkanal versehenen Teilform I, der mittleren Teilform 2 und der unteren Teilform 3. Die übrigen Teile der Spritzgußform sind von normaler Beschaffenheit und für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung; auf ihre Darstellung und Beschreibung kann daher verzichtet werden.
• Die obere, I, und die untere Teilform 3 besitzen ringförmige, rinnenartige Aúsnehmungen 4 bzw. 5, in denen die die Käfigstege b verbindenden und die Rollkörper axial begrenzenden Seitenringe a des in Fig. 4 dargestellten Nadelrollenkäfigs gebildet' werden. In der mittleren Teilform 2 werden die sprossenartigen Käfigstege b erzeugt, die wegen der erforderlichen Halterung der Rollen, negativ gekrümmte Wandungsflächen aufweisen, derart, daß die von den Stegwandungen begrenzten Taschenschlitze am äußeren und inneren Käfigumfang enger sind als in der mittleren, dazwischenliegenden Taschenzone (s. insbesondere Fig.3a).
• Da die mittlere Teilform 2 wegen der die Stege b verbindenden Seitenringe a nicht axial ausgehoben werden kann, wie es mit Rücksicht auf die Stegquerschnittsform erforderlich wäre, wird für diese Teilform 2 ein Vorspritzling in Form eines Ringes verwendet, in dem die Käfigstege als Hohlräume enthalten sind, d. h. eine Negativform. Als Material für den in Fig. 2 und 3 dargestellten Vorspritzling wird ein genügend maß- und wärmebeständiger Kunststoff ausgewählt. Dieser Vorspritzling wird dann als mittlereTeilform2in die Fertigungsspritzform eingebaut und seine Hohlräume wie auch die in der oberen, I, und unteren Teilform 2 befindlichen Hohlräume 4 und 5 mit Kunststoffmasse, die durch den Einfüllkanal 6 in der oberen Teilform 1 eingespritzt wird, ausgefüllt.
• Nach dem Erhärten des Käfigwerkstoffes wird der Käfig mit dem ihn teilweise umschließenden Vorspritzling aus der Form entnommen und die äußere und innere Wand des Vorspritzlings abgedreht bzw. ausgebohrt, worauf die zwischen den Käfigstegen stehenbleibenden Kerne des Vorspritzlings durch Herausstoßen entfernt werden können.
• Der Vorspritzling kann aber auch durch Lösungsmittel chemisch herausgelöst werden. In diesem Falle muß darauf geachtet werden, daß für den Vorspritzling 2 und für den zu erzeugenden Käfig verschiedenartige Kunststoffmassen verwendet werden. Vorgesehen ist z. B. für den Vorspritzling Polystyrol, welches sich in Benzol sehr gut auflösen läßt, und für den Käfig Polyamid, welches absolut widerstandsfähig gegenüber Benzol ist. Das chemische Verfahren bietet den Vorteil, daß bei der Massenfertigung die aufzuwendenden Lohnkosten sehr gering bleiben.
• Da das Spritzen der Käfige mit Hilfe der vorgespritzten Ringe ohne Schwierigkeiten in Mehrfachformen durchgeführt werden kann, ergeben sich beachtliche Einsparungen bei der Herstellung.
• Als Materialien für das Endprodukt kommen in erster Linie Polyamid oder Polyurethan in Frage, jedoch ist das Verfahren nicht auf die Verwendung dieser Kunststoffe beschränkt.
• Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist besonders für Nadelrollenkäfige geeignet, weil die dort verwendeten kleinen und kleinsten Rollendurchmesser die Fertigung von Metallkäfigen außerordentlich erschweren. Die Vorteile von Kunststoffkäfigen liegen in den guten Laufeigenschaften vieler derartiger Materialien klar auf der Hand, und ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil ist durch die geräuschdämpfenden Eigenschaften dieser Werkstoffe gegeben. Desgleichen gestattet es das Verfahren, die Stegquerschnittsbreite bedeutend schmaler zu halten, als es bei Metall- oder Kunststoffkäfigen aller anderen belçannten Herstellungsmetho-den möglich ist. Dadurch können bei einem gegebenen Lagerdurchmesser eine größere Anzahl Wälzkörper untergebracht und somit die Tragfähigkeit des Lagers erhöht werden. Durch das Herstellungsverfahren selbst ist praktisch keine untere Grenze für die Stegquerschnittsbreite vorbestimmt, so daß diese insbesondere kleiner gewählt werden kann als die radiale Querschnittshöhe der Stege.
• In den Fig. 4 bis 6 sind einige Ausführungsformen von Käfigen gezeigt. Fig. 4 zeigt einen einteiligen, zylindrischen Nadelrollenkäfig mit Einzeltaschen zur Führung und Halterung der Nadelrollen. Die Käfigstege b besitzen die in Fig. 4a gezeigte Querschnittsform, und die Nadelrollen werdenoin an sich bekannter Weise von außen oder innen in die Käfigtaschen eingefedert, was infolge der Elastizität des Kunststoffes ohne weiteres möglich ist. Die durch die Seitenringe a verbundenen Käfigstege b können eine geringere radiale Höhe aufweisen als die Seitenringe selbst, so daß zwischen den einzelnen Rollkörpern Vorratskammern zur Aufnahme von Fett gebildet werden.
• Fig. 5 zeigt einen Rollensegmentkäfig für größere Lagerdurchmesser und Fig. 7 einen Rollenschlittenkäfig für ebene Lagerungen. Die Herstellung dieser Käfige erfolgt in der gleichen Weise wie bei dem beschriebenen zylindrischen Nadelrollenkäfig.
• PATENTANSPRUCEX Verfahren zur Herstellung von Nadelrollenkäfigen aus thermoplastischem Kunststoff mit zwischen zwei seitlichen Ringen durch parallele, sprossenartige Käfigstege gebildeten Taschen, in denen die Nadeirollen geführt und gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Käfigstege als Hohlräume aufweisender, also negativer Vorspritzling aus Kunststoff als Mittelteil (2) einer dreiteiligen Spritzgußform zwischen einer oberen (i) und einer unteren Teilform (3) mit ringförmigen, rinnenartigen Ausnehmungen (4, 5) zur Bildung der Käfigseitenringe verwandt und nach dem Einspritzen und Erhärten des Käfigwerkstoffes durch mechanische oder chemische Zerstörung aus dem Käfig herausgelöst wird.

Claims (1)

1. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 728 248, 804 737.