EP2140154A2 - Blechkäfig für axialpendelrollenlager und verfahren zu dessen auslegung - Google Patents

Blechkäfig für axialpendelrollenlager und verfahren zu dessen auslegung

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Publication number
EP2140154A2
EP2140154A2 EP08748740A EP08748740A EP2140154A2 EP 2140154 A2 EP2140154 A2 EP 2140154A2 EP 08748740 A EP08748740 A EP 08748740A EP 08748740 A EP08748740 A EP 08748740A EP 2140154 A2 EP2140154 A2 EP 2140154A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet metal
metal cage
cage
connecting webs
window
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08748740A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Grehn
Heinz Pedrotti
Rainer Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP2140154A2 publication Critical patent/EP2140154A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/30—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for axial load mainly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/54—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal
    • F16C33/541—Details of individual pockets, e.g. shape or roller retaining means
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    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
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    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06—Ball or roller bearings
    • F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C23/082—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/086—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface forming a track for rolling elements

Definitions

  • the invention relates to a sheet metal cage for a Axialpendelrollenlager or a cage pot as an intermediate for the sheet metal cage - hereinafter collectively referred to sheet metal cage - with a bottom ring, with a cover ring and with a plurality of connecting webs, which are each integrally connected to the bottom ring and the cover ring and windows Separate for receiving barrel rolls, and a method for designing the sheet metal cage.
  • Axial pendulum roller bearings allow the absorption of high axial loads and in addition of radial forces and typically have contact angles of more than 20 degrees.
  • axial spherical roller bearings make it possible to compensate angular errors by pivoting the bearing disks relative to one another with respect to their center axes.
  • rolling elements come with axial pendulum bearings spherical barrel rollers used, which are usually formed asymmetrically. Due to the force absorption of the axial spherical roller bearings, the barrel rollers tend to tilt or restrict in operation.
  • axial spherical roller bearings usually have cages with windows, the windows being separated from one another by webs.
  • the webs have at sides facing in the direction of rotation guide surfaces for the barrel rollers, wherein the guide surfaces are often realized in osculation, so that the radius of curvature of the guide surfaces is slightly larger than the radius of curvature of the snuggling barrel roll.
  • a sheet metal cage and / or a cage pot is proposed as an intermediate product for the sheet metal cage, both of which are collectively referred to below as a sheet metal cage.
  • the sheet metal cage is suitable and / or designed and / or prepared for an axial spherical roller bearing.
  • axial spherical roller bearings are preferably understood to mean roller bearings having a contact angle of greater than 20 °, in particular greater than 30 ° and in particular greater than 40 °.
  • the sheet metal cage is preferably made of a steel material and comprises a bottom ring, a cover ring and a plurality of connecting webs, which are each connected in one piece with said rings, so that the sheet metal cage is integrally formed.
  • the bottom ring and cover ring is defined so that the bottom ring has a smaller diameter than the cover ring.
  • the radially outer upper sides of the connecting webs in the connecting direction between the bottom ring and cover ring are not curved and / or straight.
  • the upper sides of the connecting webs are realized in such a way that they line up on a flat surface, the bearing line being aligned parallel to the connecting direction between the bottom ring and the cover ring.
  • a circumferential lateral surface is formed by the sheet metal cage in the region of the windows and / or the connecting webs, which is formed frustoconical and / or conical.
  • a truncated cone and / or cone is in particular assumed to be a straight circular truncated cone, wherein the generatrices of the circular truncated cone correspond to the support lines.
  • the frustoconical surface assumes an angle between 30 ° and 60 °, preferably between 35 ° and 50 ° and in particular between 40 ° and 45 ° with respect to a central axis of the sheet metal cage.
  • the invention is based on the consideration that the production is substantially facilitated by the sectional conical or frusto-conical or conical shape of the lateral surface of the sheet metal cage can.
  • Current sheet metal cages are produced by first a pot is made by forming, in particular cold forming and in a second step, the windows are punched out.
  • the product according to this manufacturing stage is referred to herein as a cage pot.
  • the invention provides that the pot is formed in the region of the punched truncated cone, so that it can be placed in this area over its entire surface on a corresponding bearing surface.
  • the cage or punching tool must be displaced with only a linear movement along the overlying surface line, but not positioned by a combined linear rotation movement.
  • the sheet metal cage is made from a process sequence of forming and stamping.
  • a pot is first made by forming technology, in which subsequently the windows are introduced by punching, so that the cage pot is formed.
  • the sheet metal cage is designed to accommodate asymmetric barrel rolls.
  • Asymmetrical barrel rollers have a uniform radius of curvature in a longitudinal section of the treads, but the center of curvature is not symmetrical about the free ends of the barrel rollers but is positioned asymmetrically.
  • the barrel rolls each have a free end section with a larger diameter. ser and a free end portion formed with a smaller diameter.
  • the sheet metal cage is preferably designed to receive the asymmetrical barrel rollers, that the window width is selected to be larger in the region of the cover ring, as in the region of the bottom ring.
  • the connecting webs in each case on both sides in the direction of rotation and parallel to the connecting webs extending projections, which each provide a contact zone for the barrel rolls.
  • this contact zone is arranged asymmetrically and in particular closer to the bottom ring than positioned to the cover ring.
  • the contact zone is formed curved at least in the longitudinal direction of the connecting webs, wherein the radius of curvature is chosen so that the barrel rollers conform to the contact zones.
  • the radius of curvature of the projections or the Kotaktzonen is selected to be greater than the applied radius of curvature of the rolling elements.
  • the difference in the radii of curvature is preferably less than 10%, starting from the larger radius of curvature.
  • the sheet metal cage is manufactured by a process sequence forming - stamping - embossing.
  • the embossing process preferably forms the transition from the intermediate product cage pot to the end product sheet metal cage.
  • Another object of the invention relates to a sheet metal cage, optionally according to the preamble of claim 1 or claim 1, optionally with any combination of the additional features in the dependent claims and / or in the description.
  • this object of the invention relates to the sheet metal cage or to an intermediate product, which, however, preferably has no embossing on the connecting webs.
  • the connecting webs on the longitudinal side on a release contour which is formed by a compound of at least three circular sections.
  • the longitudinal side is defined as a corner-free longitudinal side, with any existing circular sections, which describe the transition from the transverse side of a window to the longitudinal side of the window, not counted.
  • This next part of the invention is based on the consideration that the contact zones are usually insufficiently formed on the moldings, since not enough material is available when embossing the connecting webs.
  • the usable contact zone for osculation is realized only over narrow areas along the connecting webs.
  • the small extent of the contact zone can cause the barrel rollers start at an edge or the like when tilting or cabinets, so that the lubrication is reduced and / or the friction is increased.
  • the claimed separation contour is used in the sheet-metal cage with the non-crimped connecting webs, since otherwise it can not be ruled out that the contact zones would be smaller than in the sheet-metal cages according to the prior art with a convex lateral surface in the region of the windows.
  • the separating contour is undeformed in the case of the cage pot, in the case of the embossed sheet-metal cage the separating contour can be determined by embossing-in particular in the case of cages with a small diameter, e.g. be in the range of 100 mm - deformed, so that a sheet metal cage is within the scope of the invention, which is characterized in that it is made of a cage pot according to the invention.
  • the at least three circular sections along the separating contour are arranged so that they merge tangentially into one another. This condition for the connection of the circular sections promotes u in the later embossed sheet metal cage. a. the minimization of points of application for shear forces.
  • the connecting webs have exactly four of the circular sections on each side.
  • This number of circular sections represents a preferred compromise between the adaptation of the projections and thus the contact zones and at the same time the complexity of the punching tool. It has been found that the shape and position of the Anformung with exactly four of the circular sections can be positioned and defined sufficiently accurate, so that this number is virtually an optimum for the cost / benefit ratio.
  • the separating contour starting from the cover ring in the direction of the bottom ring is consecutively convex-concave-convex-concave.
  • the width of a lubricant gap extending parallel to the connecting webs is set by the first convex circular section.
  • the radii of curvature of the circular sections are preferably realized as follows:
  • R1 1, 5 - 2.2 times the barrel roll length or the window length
  • R2 0.3 - 0-8 times the barrel roll length or the window length
  • the projections on the connecting webs are preferably designed as stamping strips, the stamping strips bearing the contact zones. These contact zones preferably extend over a range between 20% to 60% of the window length. It should be noted that this wide extension range of the contact zones is largely due to the selected release contour.
  • the stamping bar preferably shows an end edge extending or extending parallel to the connecting web and which is arranged, at least in sections, in the region of the third circular section.
  • the radius of curvature of the third circle section significantly defines the height or extent of the embossing strip or the contact zone.
  • the sheet metal cage is designed by the following method.
  • Another object of the invention relates to a method for the design of the sheet metal cage, wherein in a first step, a load-compatible contact zone is determined at the connecting webs of the cage. This contact zone is dependent on a plurality of parameters, such. As pressure angle, load design, geometric sizes, etc. determined.
  • a separating contour on the connecting webs which is formed by at least three preferably exactly tangentially merging into each other circular sections, adapted by varying the radii of curvature and / or the centers of curvature of the circular sections, so that the modeled contact zone of the particular, load-sensitive contact zone corresponds or at least as far as possible.
  • This adaptation can be done by any of the known methods such as a weighting function or an optimization function.
  • one or the first circular section determines the width of the lubricant gap between barrel roller and connecting bar, one or the second circular section the height of the stamping bar in a starting area, one or the third circular section the height of the stamping bar in a central area and one or the fourth circular section the height of the stamping strip in one end area.
  • Figure 1 is a three-dimensional, schematic representation of a sheet metal cage for a Axialpendelrollenlager as an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic sectional view of the sheet metal cage in FIG.
  • FIG. 3 shows a detailed detail in FIG. 1 in the same representation
  • FIG. 4 shows a further schematic sectional view of the sheet metal cage in FIG. 1.
  • the sheet-metal cage 1 is preferably roller-guided, the axial-spherical roller bearing has a pressure angle of more than 20 °.
  • the sheet metal cage 1 is formed integrally and shows a bottom ring 2 and a cover ring 3, wherein the cover ring 3 coaxial, but offset in height to the bottom rings 2 is arranged and has a larger outer diameter.
  • Bottom ring 2 and cover ring 3 are connected via connecting webs 4 mit- connected to each other, wherein the connecting webs 4 are aligned so that they intersect in imaginary extension with the central axis of the sheet metal cage 1.
  • Between the connecting webs 4 windows 5 are arranged, which are designed to receive asymmetrical barrel rollers (not shown).
  • the sheet metal cage 1 is manufactured by a sequence of processes, wherein in one step a pot is produced by forming, in a further step, the window 5 are punched or punched, so that a cage pot is formed, and in a further step, the connecting webs 4 are embossed, like this will be explained below.
  • the lid ring 3 is formed as an axially extending, circumferential and closed sheet metal strip.
  • the bottom ring 2 is designed as a radially oriented disc.
  • the jacket region 6 is formed as a straight truncated cone, so that a connection and / or surface line between the cover ring 3 and bottom ring 2 is formed straight and / or unrestricted.
  • Figure 2 shows the sheet metal cage 1 in a partially cut and rotated representation. From this illustration it can be seen that the sheet metal cage 1 rests linearly on a flat surface 7 in the jacket area 6. The support line is inclined at about 42 ° relative to the central axis of the sheet metal cage 1. Also can be seen in this view that the sheet metal cage 1 is angled exactly twice in cross-section. Due to the design of the jacket region 6, the sheet metal cage 1 can be positioned very precisely in a simple manner when punching or punching the window 5. Due to the straight support contour in the jacket region 6, the sheet metal cage 1 can be exactly aligned with a linear displacement movement along the arrow 8 in the axial direction. The outer contour lies on a hole on die (not shown), which has the same contour as the sheet metal cage 1. On the one hand, manufacturing costs are saved by the simplified alignment of the sheet metal cage 1, on the other hand, the perforated die is due to the simplified contour favorable in the production, so that in addition tooling costs can be saved.
  • FIG. 3 shows the detailed detail A in FIG. 1, so that the windows 5 can be seen in enlargement.
  • the windows 5 each have two transverse sides 9a, b and two longitudinal sides 10, wherein the bottom ring 2 associated transverse side 9a is narrower than the cover ring 3 associated transverse side 9b.
  • the transition from the transverse sides 9 a, b to the longitudinal sides 10 takes place in the contour of the window 5 in each case via a corner curvature region 11.
  • the windows 5 are separated from one another in the direction of rotation by the connecting webs 4. In the direction of the bottom ring 2 and the cover ring 3 is still an edge strip of the original shell portion 6 remains and separates the windows of the respective rings.
  • the longitudinal sides 10 go after the Eckenkrümmungs Societyen 11 in a contour over which is formed by four circular sections R (1), R (2), R (3) and R (4), which are tangentially connected to each other or tangentially into each other.
  • the circular sections are alternately curved so that a sequence starting from the ring section R (1) closest to the cover ring 3 results in a sequence of concave-convex-concave-convex relation to the associated window 5.
  • the radii of the circular sections are coordinated as follows:
  • the stamping strip 12 has an embossing surface 13 on the radially inside upper side, which comprises a curvature contour, at least in a contact zone 14, which exhibits a concave curvature in the longitudinal extension of the connecting webs 4, which is formed as an osculation for the barrel rolls to be used.
  • the contact zone 14 ideally extends over a range of 20% to 60% of the window length, starting from the transverse side 9a.
  • the embossing surface 14 has, in the radial direction, a boundary edge 15, which is aligned parallel or substantially parallel to the upper side of the connecting web 4 in the region of the contact zone 14.
  • the advantage of this design is a very good tangential mating of the barrel roll, low touch point migrations in role skewing, such.
  • the embossing bar 12 is formed in the direction of the cover ring 3 so expiring, so that formed between the later used barrel roller and the connecting web 4, a gap for the supply of lubricant to the roller board contact becomes.
  • the contour of the longitudinal side 10 and the formation of the embossing bar 12 and optionally the lubricant gap are coupled together by the embossing process such that the contour of the longitudinal side 10, the formation of the embossing bar 12 controllable or at least selectively influenced.
  • the radii of the circular sections R (1), R (2), R (3) and R (4) or their centers to be defined so that in the region of the contact zone 14, the parallel to the outer contour extending boundary 15 of the guide surface 13 results.
  • the contact zone 14 is arranged in the region of the circular section R (3).
  • the contour of the lubricant gap is significantly described and / or determined by the radii of the circular sections R (1) and R (2).

Landscapes

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Abstract

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Blechkäfig für ein Axialpendelrollenlager sowie ein Verfahren für dessen Auslegung vorzuschlagen, welcher fertigungstechnisch kostengünstig herstellbar ist und verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist. Hierzu wird ein Blechkäfig (1) für ein Axialpendelrollenlager oder Käfigtopf als Zwischenprodukt für den Blechkäfig mit einem Bodenring (2), mit einem Deckelring (3) und mit einer Mehrzahl von Verbindungsstegen (4), die jeweils einstückig mit dem Bodenring (2) und dem Deckelring (3) verbunden sind und Fenster (5) zur Aufnahme von Tonnenrollen voneinander trennen, vorgeschlagen, wobei die radial außenliegenden Oberseiten der Verbindungsstege (4) in Verbindungsrichtung zwischen Bodenring und Deckelring ungekrümmt und/oder gerade ausgebildet sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Blechkäfig oder Käfigtopf für ein Axialpendelrollenlager und Verfahren zu dessen Auslegung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Blechkäfig für ein Axialpendelrollenlager oder einen Käfigtopf als Zwischenprodukt für den Blechkäfig - nachfolgend zusammenfassend mit Blechkäfig bezeichnet - mit einem Bodenring, mit einem Deckelring und mit einer Mehrzahl von Verbindungsstege, die jeweils einstückig mit dem Bodenring und dem Deckelring verbunden sind und Fenster zur Aufnahme von Tonnenrollen voneinander trennen, sowie ein Verfahren zur Auslegung des Blechkäfigs.
Axialpendelrollenlager erlauben die Aufnahme von hohen Axiallasten sowie zusätzlich von radialen Kräften und weisen typischerweise Druckwinkel von mehr als 20 Grad auf. Insbesondere ermöglichen Axialpendelrollenlager Winkelfehler auszugleichen, indem sich die Lagerscheiben in Bezug auf deren Mittelachsen zueinander verschwenken. Als Wälzkörper kommen bei Axialpendellagern ballige Tonnenrollen zum Einsatz, welche meist asymmetrisch ausgebildet sind. Aufgrund der Kraftaufnahme der Axialpendelrollenlager neigen die Tonnenrollen dazu, im Betrieb zu verkippen bzw. zu schränken. Um eine ausreichende Führung der Tonnenrollen sicher zu stellen, weisen Axialpendelrollenlager meist Käfige mit Fenster auf, wobei die Fenster durch Stege voneinander getrennt sind. Die Stege haben an in Umlaufrichtung weisenden Seiten Führungsflächen für die Tonnenrollen, wobei die Führungsflächen oftmals in Schmiegung realisiert sind, so dass der Krümmungsradius der Führungsflächen geringfügig größer ist als der Krümmungsradius der sich anschmiegenden Tonnenrolle.
Betrachtet man die Form derartiger Käfige, so sind diese im Bereich der Fenster oftmals ballig oder gewinkelt realisiert, so dass sich in diesem Bereich eine konvex geformte Mantelfläche ergibt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Blechkäfig für ein Axialpendelrollenlager sowie ein Verfahren für dessen Auslegung vorzuschlagen, welcher kostengünstig herstellbar ist und verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Blechkäfig mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 , durch einen oder den Blechkäfig mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch ein Verfahren zur Auslegung derartiger Blechkäfige mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Im Rahmen der Erfindung wird ein Blechkäfig und/oder ein Käfigtopf als Zwischenprodukt für den Blechkäfig vorgeschlagen, wobei beide nachfolgend zusammenfassend als Blechkäfig bezeichnet werden. Der Blechkäfig ist für ein Axialpendelrollenlager geeignet und/oder ausgebildet und/oder vorbereitet. Unter Axialpendelrollenlager werden im Rahmen der Erfindung vorzugsweise Wälzlager mit einem Druckwinkel von größer als 20°, insbesondere größer 30° und im speziellen größer als 40° verstanden.
Der Blechkäfig ist bevorzugt aus einem Stahlmaterial gefertigt und umfasst einen Bodenring, einen Deckelring und eine Mehrzahl von Verbindungsstegen, die jeweils einstϋckig mit den genannten Ringen verbunden sind, so dass der Blechkäfig einstückig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Bodenring und Deckelring so definiert, dass der Bodenring einen geringeren Durchmesser als der Deckelring aufweist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die radial außenliegenden Oberseiten der Verbindungsstege in Verbindungsrichtung zwischen Bodenring und Deckelring ungekrümmt und/oder gerade ausgebildet sind. Insbesondere sind die Oberseiten der Verbindungsstege so realisiert, dass diese linienför- mig auf einer ebenen Fläche zur Auflage kommen, wobei die Auflagelinie parallel zur Verbindungsrichtung zwischen Bodenring und Deckelring ausgerichtet ist.
Vorzugsweise wird durch den Blechkäfig im Bereich der Fenster und/oder der Verbindungsstege eine umlaufende Mantelfläche gebildet, die kegel- stumpfförmig und/oder konusförmig ausgebildet ist. In der Betrachtung als Kegelstumpf und/oder Konus wird insbesondere von einem geraden Kreiskegelstumpf ausgegangen, wobei die Mantellinien des Kreiskegelstumpfes den Auflagelinien entsprechen. Die kegelstumpfförmige Mantelfläche nimmt gegenüber einer Mittelachse des Blechkäfigs einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise zwischen 35° und 50° und insbesondere zwischen 40° und 45° ein.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass durch die abschnittsweise kegelförmige bzw. kegelstumpfförmige bzw. konusförmige Ausprägung der Mantelfläche des Blechkäfigs die Fertigung wesentlich erleichtert werden kann. Derzeitige Blechkäfige werden hergestellt, indem zunächst ein Topf mittels Umformung, insbesondere Kaltumformung hergestellt wird und in einem zweiten Schritt die Fenster herausgestanzt werden. Das Produkt nach dieser Fertigungsstufe wird vorliegend als Käfigtopf bezeichnet. Um beim Stanzen eine korrekte axiale Lage der Fenster einzustellen, ist es bei den bekannten Blechkäfigen notwendig, dass eine den Topf bzw. Käfigtopf axial durchgreifende und fixierende Aufspannung nicht nur linear in einer Richtung justiert werden muss, sondern - aufgrund der Balligkeit oder des Knicks der Mantelfläche des Topfes im Bereich der geplanten Fenster - verschoben und ergänzend geschwenkt oder rotiert werden muss. Diese Justage ist offensichtlich aufwendig und fehleranfällig.
Demgegenüber sieht die Erfindung vor, dass der Topf im Bereich der Stanzung kegelstumpfförmig ausgebildet ist, so dass dieser in diesem Bereich vollflächig auf einer dazu korrespondierenden Auflagefläche aufgelegt werden kann. Zur Justage der relativen Position von Käfigtopf und Stanzwerkzeug muss der Käfig (oder das Stanzwerkzeug) nur mit einer linearen Bewegung entlang der aufliegenden Mantellinie verschoben, jedoch nicht über eine kombinierte Linear - Rotationsbewegung positioniert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Blechkäfig aus einer Verfahrensfolge vom Umformen und Stanzen hergestellt. Hierbei wird zunächst umformtechnisch ein Topf gefertigt, in den nachfolgend die Fenster durch Stanzen eingebracht werden, so dass der Käfigtopf entsteht.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Blechkäfig zur Aufnahme von asymmetrischen Tonnenrollen ausgebildet. Asymmetrische Tonnenrollen weisen in einem Längsschnitt an den Laufflächen einen einheitlichen Krümmungsradius auf, wobei jedoch der Krümmungsmittelpunkt nicht symmetrisch zu den freien Enden der Tonnenrollen angeordnet ist, sondern asymmetrisch positioniert ist. Dadurch wird bei den Tonnenrollen jeweils ein freier Endabschnitt mit einem größeren Durchmes- ser und ein freier Endabschnitt mit einem kleineren Durchmesser gebildet. Der Blechkäfig ist vorzugsweise so zur Aufnahme der asymmetrischen Tonnenrollen ausgebildet, dass die Fensterbreite im Bereich des Deckelrings größer gewählt ist, als im Bereich des Bodenrings.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Verbindungsstege jeweils beidseitig sich in Umlaufrichtung und parallel zu den Verbindungsstegen erstreckende Anformungen auf, welche jeweils eine Kontaktzone für die Tonnenrollen bereitstellen. Vorzugsweise ist diese Kontaktzone asymmetrisch angeordnet und zwar insbesondere näher zu dem Bodenring als zu dem Deckelring positioniert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kontaktzone zumindest in Längsrichtung der Verbindungsstege gekrümmt ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius so gewählt ist, dass sich die Tonnenrollen an die Kontaktzonen anschmiegen. Hierbei wird der Krümmungsradius der Anformungen bzw. der Kotaktzonen größer als der anliegende Krümmungsradius der Wälzkörper gewählt. Der Unterschied der Krümmungsradien ist ausgehend von dem größeren Krümmungsradius vorzugsweise kleiner als 10%.
Bei einer bevorzugten Herstellungsweise des Blechkäfigs wird dieser gefertigt, indem die Anformungen durch ein Prägen der Verbindungsstege gebildet sind. Hierbei wird von radial innenseitig ein im Verbindungsschnitt V- förmiger Prägestempel auf die Verbindungsstege gepresst, wobei die Wirkflächen des Prägestempels den gewünschten Radius der einzuprägenden Kontaktzone zeigen. Dementsprechend wird bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Blechkäfig durch eine Verfahrensfolge Umformen - Stanzen - Prägen gefertigt. Bevorzugt bildet der Prägevorgang den Übergang von dem Zwischenprodukt Käfigtopf zu dem Endprodukt Blechkäfig. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Blechkäfig, wahlweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach dem Anspruch 1 , optional mit einer beliebigen Kombination der zusätzlichen Merkmale in den Unteransprüchen und/oder in der Beschreibung. Somit bezieht sich dieser Gegenstand der Erfindung auf den Blechkäfig oder auf ein Zwischenprodukt, welches jedoch vorzugsweise keine Prägungen an den Verbindungsstegen aufweist.
Erfindungsgemäß weisen die Verbindungsstege an der Längsseite eine Trennkontur auf, welche durch eine Verbindung von mindestens drei Kreisabschnitten gebildet ist. Die Längsseite wird dabei als eckenfreie Längsseite definiert, wobei gegebenenfalls vorhandene Kreisabschnitte, welche den Übergang von der Querseite eines Fensters zu der Längsseite des Fensters beschreiben, nicht mitgezählt werden.
Dieser nächste Teil der Erfindung beruht auf der Überlegung, dass die Kontaktzonen an den Anformungen meist nur ungenügend ausgebildet sind, da bei dem Prägen der Verbindungsstege nicht ausreichend Material zur Verfügung steht. Als Resultat ist die für eine Schmiegung nutzbare Kontaktzone nur über schmale Bereiche längs der Verbindungsstege realisiert. Die geringe Ausdehnung der Kontaktzone kann dazu führen, dass die Tonnenrollen beim Kippen oder Schränken an eine Kante oder dergleichen anlaufen, so dass die Schmierung verringert und/oder die Reibung erhöht ist.
Es wurde jedoch festgestellt, dass - unter Verwendung einer Trennkontur mit mindestens drei Kreisabschnitten mit unterschiedlichen Mittelpunkten und Radien - eine ausreichende Kontaktzone im Bereich der Prägestege kontrollierbar hergestellt werden kann. So wurden quasi „Stellschrauben" gefunden, mit denen wirkungsvoll und kontrolliert die Form des Prägestegs und damit die Ausdehnung der Kontaktzone einstellbar sind. Beispielsweise ist es auch möglich die Kontaktzonen mittels dieser „Stellschrauben" entlang der Verbindungsstege kontrolliert zu verschieben bzw. deren Lage einzustel- len. Besonders bevorzugt wird die beanspruchte Trennkontur bei dem Blechkäfig mit den ungekrϋmmten Verbindungsstegen eingesetzt, da ansonsten nicht auszuschließen ist, dass die Kontaktzonen kleiner ausgebildet wären als bei den Blechkäfigen gemäß dem Stand der Technik mit konvexer Mantelfläche im Bereich der Fenster.
Während bei dem Käfigtopf die Trennkontur unverformt vorliegt, kann bei dem geprägten Blechkäfig die Trennkontur durch die Prägung - insbesondere bei Käfigen mit einem geringen Durchmesser, z.B. im Bereich von 100 mm - verformt sein, so dass auch ein Blechkäfig im Rahmen der Erfindung liegt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass dieser aus einem erfindungsgemäßen Käfigtopf hergestellt ist.
Bei einer bevorzugten Ausbildung sind die mindestens drei Kreisabschnitte entlang der Trennkontur so angeordnet, dass diese tangential ineinander übergehen. Diese Bedingung für die Verbindung der Kreisabschnitte fördert bei dem später geprägten Blechkäfig u. a. die Minimierung von Angriffspunkte für Scherkräfte.
Als besonders praktikabel hat sich herausgestellt, wenn die Krümmungen der Kreisabschnitte in Bezug auf das jeweils angrenzende Fenster alternierend konvex-konkav ausgebildet sind. So ist jeweils nach einem konvexen Kreisabschnitt ein konkaver Kreisabschnitt und danach wieder ein konvexer Kreisabschnitt (oder vice versa) realisiert.
Bei einer konstruktiven Realisierung ist bevorzugt, dass die Verbindungsstege auf jeder Seite genau vier der Kreisabschnitte aufweisen. Diese Anzahl von Kreisabschnitten stellt einen bevorzugten Kompromiss zwischen der Anpassung der Anformungen und somit der Kontaktzonen und zugleich der Komplexität des Stanzwerkzeugs dar. Es wurde herausgefunden, dass die Form und Position der Anformung mit genau vier der Kreisabschnitte ausreichend genau positioniert und definiert werden kann, so dass diese Anzahl quasi ein Optimum für das Verhältnis Aufwand/Nutzen darstellt.
In einer praktischen Realisierung ist die Trennkontur ausgehend von dem Deckelring in Richtung auf den Bodenring abfolgend konvex - konkav - konvex - konkav ausgebildet. Vorzugsweise wird durch den ersten konvexen Kreisabschnitt die Breite eines parallel zu den Verbindungsstegen verlaufenden Schmierstoffspalts eingestellt.
In Bezug auf die Tonnenrollenlänge in axialer Erstreckung oder der Fensterlänge in Verbindungsrichtung zwischen Deckel- und Bodenring sind die Krümmungsradien der Kreisabschnitte bevorzugt wie folgt realisiert:
erster Kreisabschnitt:
R1 = 1 ,5 - 2,2 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge
und/oder
zweiter Kreisabschnitt:
R2 = 0,3 - 0-8 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge
und/oder
dritter Kreisabschnitt:
R3 = 3,5 - 6,3 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge
und/oder
vierter Kreisabschnitt:
R4 = 0,2 - 0,5 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge. Wie bereits zuvor diskutiert, sind die Anformungen an den Verbindungsstegen bevorzugt als Prägeleisten ausgebildet, wobei die Prägeleisten die Kontaktzonen tragen. Diese Kontaktzonen erstrecken sich dabei bevorzugt über einen Bereich zwischen 20 % bis 60 % der Fensterlänge. Es ist darauf hinzuweisen, dass dieser weite Erstreckungsbereich der Kontaktzonen maßgeblich auf die gewählte Trennkontur zurückzuführen ist.
Bei der genannten Ausführung mit genau vier Kreisabschnitten zeigt die Prägeleiste bevorzugt eine parallel zu dem Verbindungssteg verlaufende bzw. sich erstreckende Abschlusskante, welche - zumindest abschnittsweise - im Bereich des dritten Kreisabschnitts angeordnet ist. Damit definiert der Krümmungsradius des dritten Kreisabschnitts maßgeblich die Höhe bzw. Erstreckung der Prägeleiste bzw. der Kontaktzone.
Bei einer besonderst bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Blechkäfig durch das nachfolgende Verfahren ausgelegt ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auslegung des Blechkäfigs, wobei in einem ersten Schritt eine belastungsgerechte Kontaktzone an den Verbindungsstegen des Käfigs bestimmt wird. Diese Kontaktzone wird in Abhängigkeit einer Mehrzahl von Parametern, wie z. B. Druckwinkel, Lastauslegung, geometrische Größen etc. ermittelt. In einem zweiten Schritt wird eine Trennkontur an den Verbindungsstegen, welche durch mindestens drei vorzugsweise genau vier tangential ineinander übergehende Kreisabschnitte gebildet ist, durch Variation der Krümmungsradien und/oder der Krümmungsmittelpunkte der Kreisabschnitte angepasst, so dass die modellierte Kontaktzone der bestimmten, belastungsgerechten Kontaktzone entspricht oder zumindest weitmöglichst entspricht. Dieser Anpassung kann nach einem beliebigen der bekannten Verfahren wie z.B. einer Bewertungsfunktion oder einer Optimierungsfunktion erfolgen. Bei einer bevorzugten Auslegung bestimmt ein oder der erste Kreisabschnitt die Breite des Schmierstoffspalts zwischen Tonnenrolle und Verbindungssteg, ein oder der zweite Kreisabschnitt die Höhe der Prägeleiste in einem Anfangsbereich, ein oder der dritte Kreisabschnitt die Höhe der Prägeleiste in einem Mittelbereich und ein oder der vierte Kreisabschnitt die Höhe der Prägeleiste in einem Endbereich.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 eine dreidimensionale, schematische Darstellung eines Blechkäfigs für ein Axialpendelrollenlager als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung des Blechkäfigs in Figur
1 ;
Figur 3 einen Detailausschnitt in der Figur 1 in gleicher Darstellung;
Figur 4 eine weitere schematische Schnittdarstellung des Blechkäfigs in Figur 1.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen, dreidimensionalen Darstellung einen Blechkäfig 1 für ein Axialpendelrollenlager als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Blechkäfig 1 ist vorzugsweise wälzkörpergeführt, das Axialpendelrollenlager weist einen Druckwinkel von mehr als 20° auf.
Der Blechkäfig 1 ist einstückig ausgebildet und zeigt einen Bodenring 2 und einen Deckelring 3, wobei der Deckelring 3 koaxial, jedoch höhenversetzt zu dem Bodenringe 2 angeordnet ist und einen größeren Außendurchmesser aufweist. Bodenring 2 und Deckelring 3 sind über Verbindungsstege 4 mit- einander verbunden, wobei die Verbindungsstege 4 so ausgerichtet sind, dass diese sich in gedachter Verlängerung mit der Mittelachse des Blechkäfigs 1 schneiden. Zwischen den Verbindungsstegen 4 sind Fenster 5 angeordnet, welche zur Aufnahme von asymmetrischen Tonnenrollen (nicht gezeigt) ausgebildet sind.
Der Blechkäfig 1 ist durch eine Verfahrensfolge gefertigt, wobei in einem Schritt ein Topf umformtechnisch hergestellt wird, in einem weiteren Schritt die Fenster 5 ausgestanzt oder gelocht werden, so dass ein Käfigtopf entsteht, und in einem weiteren Schritt die Verbindungsstege 4 geprägt werden, wie dies nachfolgend noch erläutert wird.
Auch aufgrund der Herstellungsweise ist der Deckelring 3 als ein sich axial erstreckender, umlaufender und geschlossener Blechstreifen gebildet. Der Bodenring 2 ist dagegen als eine sich radial ausgerichtete Scheibe ausgebildet. Vor dem Stanzen sind Deckelring 3 und Bodenring 2 über einen durchgehenden Mantelbereich 6 miteinander verbunden. Der Mantelbereich 6 ist als gerader Kegelstumpf ausgebildet, so dass eine Verbindungs- und/oder Mantellinie zwischen Deckelring 3 und Bodenring 2 gerade und/oder ungekrümmt ausgebildet ist.
Figur 2 zeigt den Blechkäfig 1 in einer teilgeschnittenen und gedrehten Darstellung. Aus dieser Illustration ist zu entnehmen, dass der Blechkäfig 1 im Mantelbereich 6 linienförmig auf einer ebenen Unterlage 7 aufliegt. Die Auflagelinie ist etwa um 42° gegenüber der Mittelachse des Blechkäfigs 1 geneigt. Ebenfalls ist in dieser Ansicht zu erkennen, dass der Blechkäfig 1 im Querschnittschnitt genau zweifach gewinkelt ist. Durch die Ausbildung des Mantelbereichs 6 kann der Blechkäfig 1 beim Stanzen beziehungsweise Lochen der Fenster 5 in einfacher Weise sehr exakt positioniert werden. Aufgrund der geraden Auflagekontur im Mantelbereich 6 kann der Blechkäfig 1 mit einer linearen Verschiebebewegung entlang des Pfeils 8 in axialer Richtung exakt ausgerichtet werden. Die Außenkontur liegt dabei auf einer Loch- matrize (nicht dargestellt) auf, die die gleiche Kontur wie der Blechkäfig 1 besitzt. Zum einen werden Fertigungskosten durch die vereinfachte Ausrichtung des Blechkäfigs 1 eingespart, zum anderen ist auch die Lochmatrize auf Grund der vereinfachten Kontur günstig in der Herstellung, so dass zudem Werkzeugkosten eingespart werden können.
Die Figur 3 zeigt den Detailausschnitt A in der Figur 1 , so dass die Fenster 5 in Vergrößerung zu erkennen sind. Die Fenster 5 weisen jeweils zwei Querseiten 9 a, b und zwei Längsseiten 10 auf, wobei die dem Bodenring 2 zugeordnete Querseite 9a schmaler ausgebildet ist, als die dem Deckelring 3 zugeordnete Querseite 9b. Der Übergang von den Querseiten 9 a, b zu den Längsseiten 10 erfolgt in der Kontur des Fensters 5 jeweils über einen E- ckenkrümmungsbereich 11. Die Fenster 5 sind durch die Verbindungsstege 4 in Umlaufrichtung voneinander getrennt. In Richtung des Bodenrings 2 und des Deckelrings 3 ist jeweils noch ein Randstreifen des ursprünglichen Mantelbereichs 6 verblieben und trennt die Fenster von den jeweiligen Ringen.
Die Längsseiten 10 gehen nach den Eckenkrümmungsbereichen 11 in einen Konturverlauf über, der durch vier Kreisabschnitte R(1), R(2), R(3) und R(4) gebildet ist, welche tangential miteinander verbunden sind bzw. tangential ineinander übergehen. Die Kreisabschnitte sind alternierend gekrümmt, so dass eine Abfolge, ausgehend von dem dem Deckelring 3 nähesten Kreisabschnitt R(1) sich eine Abfolge von konkav - konvex - konkav - konvex bezogen auf das zugehörige Fenster 5 ergibt.
Auf Basis der Länge der einzusetzenden Wälzkörper bzw. Tonnenrollen sind die Radien der Kreisabschnitte wie folgt abgestimmt:
R(1) = 1 ,5 - 2,2 -fache der Tonnenrollenlänge; R(2) = 0,3 - 0-8 -fache der Tonnenrollenlänge; R(3) = 3,5 - 6,3 -fache der Tonnenrollenlänge; R(4) = 0,2 - 0,5 -fache der Tonnenrollenlänge. Die Figur 4 zeigt in einer schematischen teilgeschnittenen Darstellung die in Umlaufrichtung zeigende Seitenfläche eines Verbindungsstegs 4. Nach dem Stanzen oder Lochen der Fenster 5 werden die Verbindungsstege 4 mit einem im Querschnitt V-förmigen Stempel, der radial innenseitig angreift geprägt, um Kontaktzonen zur Führung der Wälzkörper zu bilden. Bei dem Prägevorgang entsteht eine Prägeleiste 12, welche sich in Umlauf richtung und längs der Verbindungsstege 4 erstreckt. Die Prägeleiste 12 weist auf der radial innenseitigen Oberseite eine Prägefläche 13 auf, welche zumindest in einer Kontaktzone 14 eine Krümmungskontur umfasst, die in Längserstreckung der Verbindungsstege 4 eine konkave Krümmung zeigt, die als Schmiegung für die zu verwendenden Tonnenrollen ausgebildet ist. Die Kontaktzone 14 erstreckt sich dabei idealerweise über einen Bereich von 20 % bis 60 % der Fensterlänge, ausgehend von der Querseite 9a.
Die Prägefläche 14 weist in radialer Richtung eine Begrenzungskante 15 auf, welche im Bereich der Kontaktzone 14 parallel oder im wesentlichen parallel zu der Oberseite des Verbindungsstegs 4 ausgerichtet ist. Der Vorteil dieser Ausführung ist eine sehr gute tangentiale Anschmiegung der Tonnenrolle, geringe Berührungspunktwanderungen bei Rollenschiefstellungen, wie z.B. bei Druckwinkelveränderungen oder Schränkwinkeln und keine Rollenberührung im deckelringnahen Bereich der Längsseite 10. Vorzugsweise ist die Prägeleiste 12 in Richtung des Deckelrings 3 derart auslaufend ausgebildet, so dass sich zwischen der später eingesetzten Tonnenrolle und dem Verbindungssteg 4 ein Spalt für die Zuführung von Schmiermitteln zum Rollenbordkontakt gebildet wird.
Der Konturverlauf der Längsseite 10 und die Ausbildung der Prägeleiste 12 sowie gegebenenfalls des Schmierstoffspalts sind durch den Prägevorgang miteinander derart gekoppelt, dass durch den Konturverlauf der Längsseite 10 die Ausbildung der Prägeleiste 12 steuerbar oder zumindest gezielt beeinflussbar ist. Um eine möglichst lange, tangentiale Kontaktzone 14 auszuführen, sind die Radien der Kreisabschnitte R(1), R(2), R(3) und R(4) bzw. deren Mittelpunkte so zu definieren, dass sich im Bereich der Kontaktzone 14 die parallel zu der Außenkontur verlaufende Begrenzung 15 der Führungsfläche 13 ergibt. Dabei ist die Kontaktzone 14 im Bereich des Kreisabschnitts R(3) angeordnet. Die Kontur des Schmierstoffspalts wird maßgeblich durch die Radien der Kreisabschnitte R(1) und R(2) beschrieben und/oder bestimmt.
Bezugszeichenliste
Blechkäfig
Bodenring
Deckelring
Verbindungsstege
Fenster
Mantelbereich
Ebene
Pfeil
Querseiten des Fensters
Längsseiten des Fensters
Eckenkrümmungsbereiche des Fensters
Prägeleiste
Prägefläche
Kontaktzone

Claims

Patentansprüche
1. Blechkäfig (1) für ein Axialpendelrollenlager oder Käfigtopf als Zwischenprodukt für den Blechkäfig - nachfolgend zusammenfassend mit Blechkäfig bezeichnet -
mit einem Bodenring (2),
mit einem Deckelring (3) und
mit einer Mehrzahl von Verbindungsstegen (4), die jeweils einstückig mit dem Bodenring (2) und dem Deckelring (3) verbunden sind und Fenster (5) zur Aufnahme von Tonnenrollen voneinander trennen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die radial außenliegenden Oberseiten der Verbindungsstege (4) in Verbindungsrichtung zwischen Bodenring und Deckelring ungekrümmt und/oder gerade ausgebildet sind.
2. Blechkäfig (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine den Blechkäfig (1) im Bereich der Fenster (5) und/oder der Verbindungsstege (4) umlaufende Mantelfläche (6) kegelstumpfförmig und/oder konusförmig ausgebildet ist.
3. Blechkäfig (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser für ein Axialpendelrollenlager mit einem Druckwinkel von größer als 20°, vorzugsweise größer als 30°, insbesondere größer als 40° ausgebildet bzw. vorbereitet ist.
4. Blechkäfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (1) mit den Verfahrensschritten Umformen und Stanzen gefertigt ist.
5. Blechkäfig (1) nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (1) zur Aufnahme von asymmetrischen Tonnenrollen ausgebildet bzw. vorbereitet ist.
6. Blechkäfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege (4) sich in Umlaufrichtung erstreckende Anformungen (12) aufweisen, welche eine Kontaktzone (14) für die Tonnenrollen bereitstellen.
7. Blechkäfig (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzonen (14) jeweils mit einem Krümmungsradius ausgebildet sind, so dass sich die Tonnenrollen an die Kontaktzonen (14) anschmiegen.
8. Blechkäfig (1) nach einen der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anformungen als Prägeleisten (12) durch ein Prägen der Verbindungsstege (4) gebildet sind.
9. Blechkäfig (1) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach dem Anspruch 1 , jeweils optional mit einer beliebigen Kombination der weiteren Merkmale in den Unteransprüchen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege (4) an der Längsseite (10) eine Trennkontur aufweisen, welche durch eine Verbindung von mindestens drei Kreisabschnitten (R(1), R(2), R(3), R(4)) gebildet ist.
10. Blechkäfig (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Kreisabschnitte (R(1), R(2), R(3), R(4)) zur Bildung der Trennkontur tangential ineinander übergehen.
11. Blechkäfig (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungen der Kreisabschnitte (R(1), R(2), R(3), R(4)) in Bezug auf das jeweils angrenzende Fenster (5) alternierend und/oder abwechselnd konvex-konkav ausgebildet sind.
12. Blechkäfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege (4) genau vier der Kreisabschnitte (R(1), R(2), R(3), R(4)) aufweisen.
13. Blechkäfig (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Deckelring (3) und in Bezug auf das angrenzende Fenster (5) ein erster Kreisabschnitt (R(I)) konvex, ein daran anschließender zweiter Kreisabschnitt (R(2)) konkav, ein daran anschließender dritter Kreisabschnitt (R(3)) konvex und ein daran anschließender vierter (R(4))Kreisabschnitt konkav ausgebildet ist.
14. Blechkäfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien der Kreisabschnitte (R(1), R(2), R(3), R(4)) wie folgt definiert sind:
erster Kreisabschnitt (R(I)):
R1 = 1 ,5 - 2,2 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge
und/oder zweiter Kreisabschnitt (R(2)):
R2 = 0,3 - 0-8 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge
und/oder
dritter Kreisabschnitt (R(3)):
R3 = 3,5 - 6,3 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge
und/oder
vierter Kreisabschnitt (R(4)):
R4 = 0,2 - 0,5 -fache der Tonnenrollenlänge oder der Fensterlänge.
15. Blechkäfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzonen (14) sich jeweils über einen Bereich zwischen 20 % bis 60 % der Länge des Fensters (5) erstrecken.
16. Blechkäfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeleiste (12) eine parallel zu dem Verbindungssteg (4) verlaufende Abschlusskante (15) aufweist, welche zumindest abschnittsweise im Bereich des dritten Kreisabschnitts (R(3)) angeordnet ist.
17. Blechkäfig (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster (5) im Bereich des Deckelrings (3) einen zwischen den Verbindungsstegen (4) und den Tonnenrollen angeordneten Schmierstoffspalt bereitstellen, welcher zumindest abschnittsweise im Bereich des ersten Kreisabschnitts (R(I)) angeordnet ist.
18. Blechkäfig (1) nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig durch das nachfolgende Verfahren ausgelegt ist.
19. Verfahren zur Auslegung des Blechkäfigs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmung einer belastungsgerechten Kontaktzone (14) an den Verbindungsstegen (4) des Blechkäfigs;
Anpassung einer durch mindestens vier tangential ineinander übergehende Kreisabschnitte (R(1), R(2), R(3), R(4)) gebildete Trennkontur an der Längsseite (10) der Verbindungsstege (4) durch Variation der Krümmungsradien und/oder Krümmungsmittelpunkte der Kreisabschnitte (R(1), R(2), R(3), R(4)).
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