WO2011003391A1 - Käfig, wälzlager mit dem käfig sowie verfahren - Google Patents

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WO2011003391A1
WO2011003391A1 PCT/DE2010/000764 DE2010000764W WO2011003391A1 WO 2011003391 A1 WO2011003391 A1 WO 2011003391A1 DE 2010000764 W DE2010000764 W DE 2010000764W WO 2011003391 A1 WO2011003391 A1 WO 2011003391A1
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cage
forming
webs
rolling bearing
forming regions
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Application number
PCT/DE2010/000764
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Inventor
Alexander Tietz
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
    • F16C43/06—Placing rolling bodies in cages or bearings
    • F16C43/08—Placing rolling bodies in cages or bearings by deforming the cages or the races
    • F16C43/083—Placing rolling bodies in cages or bearings by deforming the cages or the races by plastic deformation of the cage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
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    • F16C33/4617—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F16C33/4623—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • F16C33/4629—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages made from metal, e.g. cast or machined window cages
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    • F16C33/467—Details of individual pockets, e.g. shape or roller retaining means
    • F16C33/4676—Details of individual pockets, e.g. shape or roller retaining means of the stays separating adjacent cage pockets, e.g. guide means for the bearing-surface of the rollers
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the invention relates to a cage for receiving rolling elements for a rolling bearing with side rings and webs, wherein the webs connect the side rings such that cage pockets are formed for the rolling elements, with
  • Forming areas which are arranged on the webs and are designed to allow insertion of the rolling elements in the cage pockets before forming and to prevent falling out of the rolling elements from the cage pockets after forming.
  • the invention also relates to a rolling bearing with this cage and a method for producing this rolling bearing.
  • Rolling bearings are known for a variety of applications and usually consist of an outer ring, an inner ring, which are rotatably mounted to each other via rolling elements.
  • a cage is often used, which positions between the outer ring and inner ring is and provides the cage pockets for the rolling elements. Depending on the design of the rolling bearing, this cage is guided over the rolling elements, the inboard or the outboard of the rolling bearing.
  • the document DE 24 500 797 C2 discloses z. B. a cylindrical roller bearing with a one-piece, roll-guided cage, wherein the cage of two side rings, which are interconnected by webs, is formed.
  • the cage In order to prevent falling out of the cylindrical rollers from the cage, the cage has radially inwardly and radially aligned with the webs arranged, free end portions as projections.
  • the end portions are slotted in the axial direction, which allows after insertion of the cylindrical rollers in the cage pockets a wedge axially driven into the end portions and these are forced apart under force in the circumferential direction, so that falling out of the cylindrical rollers is prevented from the cage pockets.
  • the invention has for its object to provide a cage for a rolling bearing, the rolling bearing and a method for its production, the cage should be designed to be inexpensive to manufacture and robust.
  • This object is achieved by a cage with the features of claim 1, a rolling bearing with the features of claim 10 and by a method for producing the rolling bearing with the features of claim 15.
  • the cage according to the invention is suitable for installation in a rolling bearing, in particular in a radial rolling bearing, and / or designed and serves in particular for guiding and / or spacing of the rolling elements of the rolling bearing.
  • the rolling bearing on an inner ring, an outer ring and rolling elements which are mounted rolling off between inner ring and outer ring and are guided by the cage.
  • the inner ring and the outer ring rotate relative to each other about an axis of rotation of the rolling bearing, to which the directional statements "radial" and "axially” refer.
  • the rolling bearing can also be formed multi-row.
  • the cage has on both sides in each case a side ring and webs, which connect the two side rings such that cage pockets are formed for the rolling elements.
  • On the webs so radially outward, radially inward and / or in the circumferential direction, are arranged on a plurality, preferably on all webs, forming areas, which are formed in the context of production, in particular assembly of the bearing.
  • These forming regions are arranged and / or formed such that insertion of the rolling elements into the cage pockets is possible before forming the forming regions, but after the deformation, falling out of the rolling elements from the cage pockets is prevented.
  • the free diameter of the cage pocket at an entrance is reduced in such a way that it is smaller than the diameter of the rolling elements at the location corresponding thereto.
  • the forming areas after forming a form-fitting support for the rolling elements are reduced.
  • This subsequent locking of the cage pocket has the advantage that the rolling elements are arranged self-holding and / or captive in the cage after the deformation of the forming regions.
  • the cage pockets are dimensioned so that even before the deformation of the rolling elements snapped into the cage pockets, that is, must be used with a certain pressure.
  • the forming regions are formed or arranged so that the deformation takes place with a radially directed force.
  • the contact surface, on which the forming force is to act is thus directed radially, preferably radially outwardly and / or oriented and / or opened.
  • the force direction is in a narrow embodiment of the invention in a radial plane and is aligned in the direction of the axis of rotation.
  • the direction of force from the radial plane and / or the orientation to the axis of rotation by up to 15 °, preferably deviate by up to 10 ° and in particular by up to 5 °.
  • the cage according to the invention can be used in large bearings. It is therefore preferred that the cage has a pitch circle diameter greater than 20 cm, preferably greater than 30 cm and in particular greater than 50 cm.
  • the pitch circle diameter is defined here by the position of the rolling body axes in the installation position.
  • the cage is made in one piece, preferably machined and / or as a brass cage.
  • at least the forming areas are integrally formed on the webs.
  • the one-piece molding ensures that sufficient material is available for the flow during the forming, and in addition the production of the forming regions is simplified.
  • the cage is designed in-board guided and / or the forming areas are arranged radially on the outside of the webs.
  • the cage can be used particularly advantageously because, due to the inboard of the inner ring, mounting of the cage already equipped with the rolling elements is not possible, so that, due to the construction, initially the cage is placed on the inner ring and then the rolling elements in the cage assemble. In this assembly sequence, the subsequent blocking of the cage pockets can be implemented by forming the radially outwardly arranged deformation regions.
  • the forming areas have an axially extending recess for receiving and / or centering a forming tool.
  • This depression can be introduced in a simple manner, for example by machining or also by shaping.
  • the forming regions extend completely in the axial direction over the entire web length.
  • a plurality of mutually spaced forming regions are arranged on at least one of the webs, preferably on some, in particular on all webs. This exploits that the rolling elements must be supported only selectively and secured against falling out, a line-shaped fuse is not essential.
  • the forming regions are arranged on the web such that the axial middle section of the web is formed free of forming regions and / or that these forming regions are arranged on the edge side.
  • This refinement has the advantage that the middle region of the rolling elements, which forms the load zones during operation of the roller bearing, is free of the deformation regions, so that it is avoided that the lubricant lubricant required for the lubrication of the rolling bearing in this central region passes through the deformation regions. or oil film is stripped off.
  • the forming regions are not directly adjacent to the side rings, but are arranged at a distance from them, since otherwise it is to be feared that the forming behavior of the forming regions is adversely affected by the side rings. A good compromise seems to be to make the forming areas adjacent to the curves in the corners of the cage pockets.
  • Another object of the invention relates to a rolling bearing, which has a cage, as just described or according to one of the preceding claims.
  • the rolling bearing is realized as a cylindrical roller bearing and the rolling elements as cylindrical rollers.
  • the forming areas are already formed, as described above.
  • the forming regions described above can be completely reshaped; alternatively, it is also possible, for example, to extend forming regions over large parts or completely along the webs, but to actually reshape only a part of the forming regions.
  • a final object of the invention relates to a method for producing the rolling bearing with the features of claim 15, wherein at least one rolling element is inserted into one of the cage pockets and the associated forming area is reshaped by a radially directed force.
  • FIG. 1 Top view of a unit consisting of inner ring, cage and rolling elements as an embodiment of the invention;
  • Figure 2 shows a cross section through the assembly in the figure 1;
  • Figure 3a, b also in a schematic cross-sectional view of the assembly of the preceding figures with an attached forming tool before forming;
  • the 1 shows a structural unit 1 comprising a cage 2, an inner ring 3 and cylindrical rollers 4 as rolling elements as a section of a radial rolling bearing.
  • the cage 2 is formed as a one-piece brass cage and laterally includes a side ring 5, which are interconnected by webs 6, so that cage pockets 7 are formed, in which the cylindrical rollers 4 are inserted.
  • the cage is machined.
  • the cage 2 is guided laterally by an integrally formed on the inner ring 3 inboard 8. It serves to space and guide the cylindrical rollers 4.
  • the inner ring 3 has a free diameter of greater than 15 cm.
  • the pitch circle diameter of the cage, defined by the axes of rotation of the cylindrical rollers 4 in the installed position according to FIG. 2, is for example greater than 20 cm.
  • the free inner diameter of the cage 2 is formed larger than the outer diameter of the inboard 8, so that during assembly of the assembly 1 first, the empty cage 2 must be placed in the installed position.
  • the cylindrical rollers 4 are inserted into the cage pockets 7.
  • the radially outwardly open areas of the cage pockets 7 are so dimensioned that a free diameter Ta is greater than the diameter D of the cylindrical rollers 4.
  • Ta can also be equal to D or even slightly smaller, so that the cylindrical rollers 4 must be pressed against a resistance in the cage pockets 7 the. In this state of the assembly 1, however, the cylindrical rollers 4 can fall out of the cage pockets 7 again due to their own weight.
  • regions 9 are integrally formed on the webs.
  • the forming tool 12 has a punch surface, which is curved in the cross section shown, wherein the radius of curvature is greater than the radius of the semicircular recess 13.
  • FIGS. 4 a, b show the assembly 1 with the forming tool 12 during or after the forming, with the edge sections 14 of the conversion unit 12 Form Schemees 9 were pressed apart in the direction of rotation and plastically deformed. By this deformation, the free diameter Ta is smaller than the diameter D, so that the cylindrical rollers 4 are secured against falling out.
  • the deformed forming regions 9 or edge sections 14 can also be referred to as snap-on and / or retaining lugs.
  • the difference between Ta and D is preferably greater than 0.01 mm and in particular greater than 0.05 mm.

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für ein Wälzlager, das Wälzlager sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, wobei der Käfig kostengünstig herstellbar und robust ausgeführt sein soll. Hierzu wird ein Käfig 2 zur Aufnahme von Wälzkörpern (4) für ein Wälzlager vorgeschlagen mit Seitenringen (5) und Stegen (6), wobei die Stege (6) die Seitenringe (5) derart verbinden, dass Käfigtaschen (7) für die Wälzkörper (4) gebildet werden, mit Umformbereichen (9), die auf den Stegen (6) angeordnet sind und ausgebildet sind, vor einer Umformung ein Einlegen der Wälzkörper (4) in die Käfigtaschen (7) zu erlauben und nach der Umformung ein Herausfallen der Wälzkörper (4) aus den Käfigtaschen (7) zu verhindern, wobei die Umformbereiche (9) so ausgebildet sind, dass die Umformung mit einer radial gerichteten Kraft F erfolgt.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Käfig, Wälzlager mit dem Käfig sowie Verfahren
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Käfig zur Aufnahme von Wälzkörpern für ein Wälzlager mit Seitenringen und Stegen, wobei die Stege die Seitenringe derart verbinden, dass Käfigtaschen für die Wälzkörper gebildet werden, mit
Umformbereichen, die auf den Stegen angeordnet sind und ausgebildet sind, vor einer Umformung ein Einlegen der Wälzkörper in die Käfigtaschen zu erlauben und nach der Umformung ein Herausfallen der Wälzkörper aus den Käfigtaschen zu verhindern. Die Erfindung betrifft auch ein Wälzlager mit diesem Käfig sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Wälzlagers.
Wälzlager sind für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen bekannt und bestehen üblicher Weise aus einem Außenring, einem Innenring, welche zueinander über Wälzkörper drehbar gelagert sind. Zur Führung und für ein Einhalten eines definierten Abstandes zwischen den Wälzkörpern wird oftmals ein Käfig eingesetzt, der zwischen Außenring uns Innenring positioniert ist und der Käfigtaschen für die Wälzkörper bereit stellt. Dieser Käfig wird je nach Bauart des Wälzlagers über die Wälzkörper, den Innenbord oder den Außenbord des Wälzlagers geführt. Obwohl ein Wälzlager prinzipiell nur aus wenigen Komponenten besteht, können sich Problemstellungen beim Zusammenbau ergeben. Da Innenring, Käfig und Außenring konzentrisch und koaxial zueinander angeordnet werden müssen und sich in stirnseitiger Draufsicht Wälzköperbereiche, Käfig, Innenbord bzw. Außenbord zumindest abschnittsweise überlappen, muss eine vorgegebene Montagereihenfolge eingehalten werden.
Besondere Beachtung verdient dabei die Frage des Zeitpunkts der Montage von den Wälzköppern, da diese bei manchen Wälzlagerarten in den bereits auf einem Ring montierten Käfig eingelegt werden müssen.
Die Druckschrift DE 24 500 797 C2 offenbart z. B. ein Zylinderrollenlager mit einem einstückigen, rollengeführten Käfig, wobei der Käfig aus zwei Seitenringen, welche über Stege miteinander verbunden sind, gebildet ist. Um ein Herausfallen der Zylinderrollen aus dem Käfig zu verhindern, weist der Käfig radial nach innen und radial fluchtend zu den Stegen angeordnete, freie Endabschnitte als Anformungen auf. Die Endabschnitte sind in axialer Richtung geschlitzt, was ermöglicht, dass nach dem Einlegen der Zylinderrollen in die Käfigtaschen ein Keil axial in die Endabschnitte eingetrieben und diese unter Krafteinwirkung in Umfangsrichtung auseinandergedrückt werden, so dass ein Herausfallen der Zylinderrollen aus den Käfigtaschen verhindert wird.
Die Druckschrift US3,295,899, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt einen Käfig für ein Wälzlager, welcher zwei Sei- tenringe aufweist, die über Stege miteinander verbunden sind, wobei auf jedem Steg radial nach außen weisend eine ambossförmige Anformung mit vier freien Schenkeln vorgesehen ist. Nach dem Einlegen von Zylinderrollen in den Käfig werden die freien Schenkel durch eine axial gerichtete Krafteinwirkung in Umfangsrichtung auseinander gedrückt, so dass jede benachbarte Zylinderrolle durch zwei der freien Schenkel vor einem Herausfallen gesichert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für ein Wälzlager, das Wälzlager sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, wobei der Käfig kostengünstig herstellbar und robust ausgeführt sein soll. Diese Aufgabe wird durch einen Käfig mit den Merkmalen des Anspruches 1 , ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruches 10 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung des Wälzlagers mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Der erfindungsgemäße Käfig ist zum Einbau in ein Wälzlager, insbesondere in ein Radialwälzlager, geeignet und/oder ausgebildet und dient insbesondere zur Führung und/oder Beabstandung der Wälzkörper des Wälzlagers. In einer möglichen konstruktiven Ausführung weist das Wälzlager einen Innenring, einen Außenring sowie Wälzkörper auf, welche zwischen Innenring und Außenring abwälzend gelagert sind und durch den Käfig geführt sind. Insbesondere drehen sich der Innenring und der Außenring relativ zueinander um eine Drehachse des Wälzlagers, auf die sich die Richtungsangaben "radial" und "axial" beziehen. Optional kann das Wälzlager auch mehrreihig ausgebildet sein.
Der Käfig weist beidseitig jeweils einen Seitenring sowie Stege auf, die die beiden Seitenringe derart verbinden, dass Käfigtaschen für die Wälzkörper gebildet werden. Auf den Stegen, also radial außen, radial innen und/oder in Umlaufrichtung, sind auf einer Mehrzahl, vorzugsweise auf allen Stegen, Umformbereiche angeordnet, welche im Rahmen der Herstellung, insbesondere Montage des Wälzlagers umgeformt werden. Diese Umformbereiche sind so angeordnet und/oder ausgebildet, dass vor einer Umformung der Umformbereiche ein Einlegen der Wälzkörper in die Käfigtaschen möglich ist, nach der Umformung jedoch ein Herausfallen der Wälzkörper aus den Käfigtaschen verhindert wird. Durch die Umformung wird der freie Durchmesser der Käfigtasche an einem Eingang derart verringert, dass dieser kleiner ist, als der Durch- messer der Wälzkörpers an der dazu korrespondierenden Stelle. Insbesondere bilden die Umformbereiche nach der Umformung eine formschlüssige Halterung für die Wälzkörper.
Diese nachträgliche Verriegelung der Käfigtasche hat den Vorteil, dass die Wälzkörper nach der Umformung der Umformbereiche selbsthaltend und/oder verliersicher in dem Käfig angeordnet sind. Optional kann vorgesehen sein, dass die Käfigtaschen so dimensioniert sind, dass bereits vor der Umformung der Wälzkörper in die Käfigtaschen eingeschnappt, das heißt, mit einem gewissen Druck eingesetzt werden muss.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Umformbereiche so ausgebildet bzw. angeordnet sind, dass die Umformung mit einer radial gerichteten Kraft erfolgt. Die Kontaktfläche, auf die die Umformkraft einwirken soll, ist somit radial, vorzugsweise radial nach außen gerichtet und/oder ori- entiert und/oder geöffnet. Die Kraftrichtung liegt bei einer engen Ausführung der Erfindung in einer Radialebene und ist in Richtung der Drehachse ausgerichtet. Bei einer etwas weiteren Ausführung der Erfindung kann die Kraftrichtung von der Radialebene und/oder von der Ausrichtung zur Drehachse um bis 15°, vorzugsweise um bis zu 10° und insbesondere um bis zu 5° ab- weichen. Durch den Einsatz von Umformbereichen, welche über eine radiale Kraft umgeformt werden, wird vorteilhafter Weise erreicht, dass die Montage gegenüber einer Konstruktion, bei der die Umformkraft in axialer Richtung eingeleitet wird, vereinfacht ist, da radial außen bzw. radial innen meist weniger Störkonturen und damit ausreichend Platz für ein Umformwerkzeug ist.
Besonders vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Käfig bei Großlagern eingesetzt werden. Es ist daher bevorzugt, dass der Käfig einen Teilkreisdurchmesser größer als 20 cm, vorzugsweise größer als 30 cm und insbe- sondere größer als 50 cm aufweist. Der Teilkreisdurchmesser wird hierbei durch die Position der Wälzkörperachsen in Einbaulage definiert.
Bei derartigen Großlagern ist es heutzutage üblich, Montagehilfen einzusetzen, die das Herausfallen der Rollen verhindern, wobei zum Beispiel ein Montageband verwendet wird. Es ist alternativ auch möglich, die Käfigtaschen so zu dimensionieren, dass diese einen freien Durchmesser geringfügig kleiner als den Außendurchmesser der Wälzkörper ausweisen, wobei bei der Montage der Käfig erwärmt wird. Die Warmmontage ist jedoch ausgesprochen aufwändig und es ist nicht auszuschließen, dass Toleranzen zu einem Herausfallen der Wälzkörper führen können. Durch den erfindungsgemäßen Käfig sind die Wälzkörper nach dem Umformen der Umformbereiche verliersicher gehaltert. Ferner sind die Käfige bei Großlagern entsprechend stark dimensioniert, so dass eine Umformung erfolgen kann, ohne den Käfig in seiner Gesamtgeometrie zu deformieren oder zu beschädigen.
Besonders bevorzugt ist der Käfig einstückig, vorzugsweise spanabhebend und/oder als Messingkäfig, ausgeführt. Es wäre allerdings auch vorteilhaft, wenn zumindest die Umformbereiche einstückig auf den Stegen angeformt sind. Durch die einstückige Anformung ist nämlich gewährleistet, dass wäh- rend der Umformung ausreichend Material zum Fließen vorhanden ist, zudem ist die Herstellung der Umformbereiche vereinfacht. Bei einer besonders bevorzugten, konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Käfig innenbordgeführt ausgebildet und/oder die Umformbereiche sind radial außen auf den Stegen angeordnet. Bei dieser möglichen Variante ist der Käfig besonders vorteilhaft einsetzbar, da aufgrund des Innenbords des Innenrings eine Montage des bereits mit den Wälzkörpern bestückten Käfigs nicht möglich ist, so dass konstruktionsbedingt vorgegeben ist, zunächst den Käfig auf den Innenring und dann die Wälzkörper in dem Käfig zu montieren. Bei dieser Montagereihenfolge kann das nachträgliche Sperren der Käfigtaschen durch Umformen der radial außen angeordneten Um- formbereiche umgesetzt werden.
Bei einer möglichen Realisierung der Erfindung weisen die Umformbereiche eine axial verlaufende Vertiefung zur Aufnahme und/oder Zentrierung eines Umformwerkzeuges auf. Diese Vertiefung kann in einfacher Weise, zum Beispiel spanabhebend oder auch umformtechnisch, eingebracht sein.
Es ist prinzipiell möglich, dass sich die Umformbereiche in axialer Richtung vollständig, über die gesamte Steglänge erstrecken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind jedoch auf mindestens einem der Stege, vorzugswei- se auf einigen, insbesondere auf allen Stegen, jeweils mehrere, voneinander beabstandete Umformbereiche angeordnet. Hierbei wird ausgenutzt, dass der Wälzkörper nur punktuell abgestützt und vor dem Herausfallen gesichert werden muss, eine linienförmige Sicherung ist nicht unbedingt notwendig. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Umformbereiche auf dem Steg so angeordnet, dass der axiale Mittelabschnitt des Stegs frei von Umformbereichen ausgebildet und/oder dass diese Umformbereiche randseitig angeordnet sind. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass der Mittelbereich der Wälzkörper, welcher im Betrieb des Wälzlagers die Lastzo- ne bildet, frei von den Umformbereichen ist, so dass vermieden wird, dass in diesem Mittelbereich durch die Umformbereiche der für die Schmierung des Wälzlagers notwendige Schmierstoff- oder Ölfilm abgestreift wird. Auf der anderen Seite kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Umformbereiche nicht unmittelbar an den Seitenringen angrenzen, sondern beabstandet zu diesen angeordnet sind, da ansonsten zu befürchten ist, dass durch die Seitenringe das Umformverhalten der Umformbereiche nega- tiv beeinflusst ist. Ein guter Kompromiss scheint es zu sein, die Umformbereiche angrenzend an den Rundungen in den Ecken der Käfigtaschen angrenzen zu lassen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Wälzlager, welches einen Käfig, wie er soeben beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Besonders bevorzugt ist das Wälzlager als ein Zylinderrollenlager und die Wälzkörper als Zylinderrollen realisiert. Besonders bevorzugt weist das Wälzlager einen Innenring mit einem vorzugsweise angeformten und/oder einstückig angeordneten Innenbord auf.
Insbesondere wird beansprucht, dass bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager die Umformbereiche bereits umgeformt sind, wie es zuvor beschrieben wurde. Zum einen können die zuvor beschriebenen Umformbereiche vollständig umgeformt sein, alternativ ist es auch möglich, zum Beispiel Um- formbereiche über weite Teile oder vollständig entlang der Stege zu erstrecken, jedoch nur einen Teil der Umformbereiche tatsächlich umzuformen.
Ein letzter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Wälzlagers mit den Merkmalen des Anspruches 15, wobei mindestens ein Wälzkörper in eine der Käfigtaschen eingelegt wird und der zugehörige Umformbereich durch eine radial gerichtete Kraft umgeformt wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen: Figur 1 einen Ausschnitt einer schematischen, dreidimensionalen
Draufsicht auf eine Baueinheit, bestehend aus Innenring, Käfig und Wälzkörpern als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 2 einen Querschnitt durch die Baueinheit in der Figur 1 ;
Figur 3 a, b ebenfalls in schematischer Querschnittdarstellung die Baueinheit der vorhergehenden Figuren mit einem angesetzten Umformwerkzeug vor der Umformung;
Figur 4 a, b in gleicher Darstellung wie die Figuren 3 a, b die Baueinheit der vorhergehenden Figuren während oder nach der Umformung.
Die Figur 1 zeigt eine Baueinheit 1 umfassend einen Käfig 2, einen Innenring 3 sowie Zylinderrollen 4 als Wälzkörper als einen Ausschnitt aus einem Radialwälzlager. Der Käfig 2 ist als ein einstückiger Messingkäfig ausgebildet und umfasst seitlich jeweils einen Seitenring 5, welche über Stege 6 miteinander verbunden sind, so dass Käfigtaschen 7 gebildet sind, in die die Zylinderrollen 4 eingelegt werden. Beispielsweise ist der Käfig spanabhebend gefertigt. Der Käfig 2 wird durch ein einstückig an dem Innenring 3 angeformten Innenbord 8 seitlich geführt. Er dient zur Beabstandung und zur Führung der Zylinderrollen 4. Der Innenring 3 weist einen freien Durchmesser von größer als 15 cm auf. Der Teilkreisdurchmesser des Käfigs, definiert durch die Drehachsen der Zylinderrollen 4 in Einbaulage gemäß Figur 2 ist bei- spielsweise größer als 20 cm.
Wie sich am besten aus der Figur 2 ergibt, ist der freie Innendurchmesser des Käfigs 2 größer ausgebildet als der Außendurchmesser des Innenbords 8, so dass bei der Montage der Baueinheit 1 zunächst der leere Käfig 2 in Einbaulage gebracht werden muss. In einem nächsten Montageschritt werden in die Käfigtaschen 7 die Zylinderrollen 4 eingeführt. Um dies zu ermöglichen, sind die radial nach außen geöffneten Bereiche der Käfigtaschen 7 so bemessen, dass ein freier Durchmesser Ta größer als der Durchmesser D der Zylinderrollen 4 ist. Bei abgewandelten Ausführungsformen kann Ta auch gleichgroß zu D oder sogar geringfügig kleiner sein, so dass die Zylinderrollen 4 gegen einen Widerstand in die Käfigtaschen 7 eingedrückt wer- den müssen. In diesem Zustand der Baueinheit 1 können die Zylinderrollen 4 jedoch durch ihr Eigengewicht wieder aus den Käfigtaschen 7 herausfallen.
Mit dem Ziel, ein Herausfallen der Zylinderrollen 4 zu verhindern, sind auf den Stegen 6 Umformbereiche 9 einstückig angeformt. Auf jedem Steg 6 befinden sich genau 2 Umformbereiche 9, welche sich nach der Eckenrundung 11 der Käfigtasche 7 anschließen und zueinander durch einen freien Mittelbereich 10 beabstandet angeordnet sind.
Wie sich insbesondere aus den Figuren 3 a, b ergibt, welche die Baueinheit 1 der vorhergehenden Figuren in einem Querschnitt bzw. in einer Detaildarstellung mit einem angesetzten Umformwerkzeug 12 zeigen, erfolgt die Umformung der Umformbereiche 9 über eine radial von außen nach innen wirkende Kraft F. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Baueinheit 1 von dieser Richtung frei und damit problemlos zugänglich ist. Die Umformbereiche 9 sind im unverformten Zustand mit einer axial verlaufenden, halbrunden Vertiefung 13 ausgebildet, welche eine Führung bzw. eine Positionierhilfe für das Umformwerkzeug 12 bildet. In dem Randbereich der Vertiefung 13 erstrecken sich Randabschnitte 14, die den freien Durchmesser Ta definieren. Optional kann der Umformbereich 9 im Halsbereich eine Schwächung 15 aufweisen, um das Umformverhalten zu verbessern.
Das Umformwerkzeug 12 weist eine Stempelfläche auf, die in dem gezeigten Querschnitt gekrümmt ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius größer als der Radius der halbrunden Vertiefung 13 ist.
Die Figuren 4 a, b zeigen die Baueinheit 1 mit dem Umformwerkzeug 12 während bzw. nach der Umformung, wobei die Randabschnitte 14 des Um- formbereiches 9 in Umlaufrichtung auseinander gedrückt und plastisch verformt wurden. Durch diese Verformung wird der freie Durchmesser Ta kleiner als der Durchmesser D, so dass die Zylinderrollen 4 vor einem Herausfallen gesichert sind. Die umgeformten Umformbereiche 9 bzw. Randab- schnitte 14 können auch als Schnapp- und/oder Haltenasen bezeichnet werden. Die Differenz zwischen Ta und D ist vorzugsweise größer als 0,01 mm und insbesondere größer als 0,05 mm gewählt.
Dadurch, dass - verglichen mit konventionellen Methoden - der freie Durch- messer Ta der Käfigtaschen 7 durch die Umformung stark verringert wird, ist auch bei einer Erwärmung des Käfigs 2 gewährleistet, dass die Zylinderrollen 4 nicht unbeabsichtigt herausfallen können.
Bezugszeichenliste
1 Baueinheit
2 Käfig
3 Innenring
4 Zylinderrollen
5 Seitenring
6 Stege
7 Käfigtaschen
8 Innenbord
9 Umformbereich
10 Mittelbereich
11 Eckenrundung
12 Umformwerkzeug
13 Vertiefung
14 Randabschnitte
15 Schwächung

Claims

Patentansprüche
1. Käfig (2) zur Aufnahme von Wälzkörpern (4) für ein Wälzlager mit Seitenringen (5) und Stegen (6), wobei die Stege (6) die Seiten- ringe (5) derart verbinden, dass Käfigtaschen (7) für die Wälzkörper
(4) gebildet werden, mit Umformbereichen (9), die auf den Stegen (6) angeordnet sind und ausgebildet sind, vor einer Umformung ein Einlegen der Wälzkörper (4) in die Käfigtaschen (7) zu erlauben und nach der Umformung ein
Herausfallen der Wälzkörper (4) aus den Käfigtaschen (7) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformbereiche (9) so ausgebildet sind, dass die Umformung mit einer radial gerichteten Kraft (F) erfolgt.
2. Käfig (2) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Teilkreis- durchmesser größer als 20 cm, vorzugsweise größer als 30 cm und insbesondere größer als 50 cm.
3. Käfig (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig einstückig und/oder die Umformbereiche einstückig auf den Stegen (6) angeformt sind.
4. Käfig (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (2) innenbordgeführt ist und/oder dass die Umformbereiche (9) radial außen auf den Stegen (6) angeordnet sind.
5. Käfig (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformbereiche (9) eine axial verlaufende Vertiefung (13) zur Aufnahme und/oder Zentrierung eines Umformwerkzeugs (12) aufweisen.
6. Käfig (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem der Stege (6) mehrere Umformbereiche (9) angeordnet sind.
7. Käfig (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Mittelabschnitt (10) des Stegs (6) frei von Umformbereichen (9) ausgebildet und/oder die Umformbereiche (9) randseitig auf den Stegen (6) angeordnet sind.
8. Käfig (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, da- durch gekennzeichnet, dass zwei zueinander beabstandete Umformbereiche (9) auf dem Steg (6) angeordnet sind.
9. Käfig (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformbereiche (9) beabstandet zu den Sei- tenringen (5) angeordnet sind.
10. Wälzlager, gekennzeichnet durch einen Käfig (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Wälzlager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) als Zylinderrollen ausgebildet sind.
12. Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, der Käfig (2) innenbordgeführt ist.
13. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformbereiche (9) umgeformt sind.
14. Wälzlager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Mittelabschnitt (10) des Stegs (6) frei von umgeformten Bereichen ausgebildet und/oder die umgeformten Bereiche randseitig auf dem
Steg (6) angeordnet sind.
15. Verfahren zur Herstellung des Wälzlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wälzkörper (4) in eine der Käfigtaschen (7) eingelegt wird und der zugehörige Umformbereich (9) durch eine radial gerichtete Kraft (F) umgeformt wird.
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