WO2015022355A1 - Käfig für ein kegelrollenlager und verfahren zum herstellen eines käfigs für ein kegelrollenlager - Google Patents

Käfig für ein kegelrollenlager und verfahren zum herstellen eines käfigs für ein kegelrollenlager Download PDF

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Alfred Radina
Jonas Schierling
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    • 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

Definitions

  • Taper Roller Bearings relate to a tapered roller bearing cage and to a method of manufacturing a tapered roller bearing cage.
  • tapered roller bearings are used, which can often cope with high loads both in the radial and in the axial direction.
  • Tapered roller bearings in this case typically have truncated cone-shaped rolling elements, which are slightly inclined towards the shaft axis, that is to say the axial direction of the bearing.
  • tapered roller bearing cages which are simply referred to as a cage.
  • cages which are made for example of a metallic material, such as a metal sheet, so a strength of the material in question and the diameter in an unfavorable relationship to each other, which can lead to an ovality of the cage due to a resulting instability. In such a case, it may be problematic to adjust the radial clearance of such a tapered roller bearing.
  • DE 1 527 587 A thus relates to a method for manufacturing one-piece solid cages for rolling bearings.
  • a compact is produced with the shape of a cylindrical tube section, which, however, due to its shape can only be produced within the framework of a hot-flow process.
  • a cage according to an embodiment for a tapered roller bearing for guiding a plurality of frusto-conical rolling elements comprises a first ring section extending through an axial direction over 360 °, a second offset to the first ring section along the axial direction and extending through the axial direction over 360 ° Ring portion and a plurality of the first and the second ring portion connecting webs, wherein the first annular portion has a radial stop surface which is formed and arranged to guide the cage at least partially radially on a running surface of an outer or an inner ring of the tapered roller bearing.
  • a method according to an embodiment for producing such a tapered roller bearing cage for guiding a plurality of frusto-conical rolling elements comprises providing a cup-shaped blank having a first annular portion extending through an axial direction through 360 °, one to the first annular portion along the axial one Direction offset and around the axial direction over 360 ° extending second ring portion and a plurality of the first and second ring portion connecting web structures, wherein between two along a circumferential direction of the blank adjacent web structures arranged at least partially covered by a material al harsh window is.
  • the first ring portion has a radial abutment surface which is formed and arranged to guide the cage at least partially radially on a running surface of an outer or an inner ring of the tapered roller bearing.
  • the method further comprises clearing the covered windows to open the windows such that webs are created from the web structures that surround the windows along the Limit circumferential direction and between which a rolling element can be arranged so that it can be in contact with the raceways of the inner and outer ring of the tapered roller bearing.
  • Embodiments is thus based on the finding that a lighter and more reliable adjustment of the radial clearance in a tapered roller bearing is achieved in that the cage has a radial contact surface, which is just so formed and arranged to a tread of the outer or inner ring of the tapered roller bearing at least partially guide the cage radially.
  • a cage makes it possible to adjust its position and thus the position of the frustoconical rolling elements guided through it using the contact surface.
  • the running surface of an inner or outer ring is also referred to as a raceway.
  • Adjacent are two objects, between which no further object of the same type is arranged. Immediately adjacent are corresponding objects when they are adjacent to one another, that is, for example, in contact with one another.
  • a cage can be made in one piece and / or seamlessly and / or from a metallic material.
  • An integrally formed component is understood as meaning a component which is manufactured exactly from a contiguous piece of material.
  • the term “integral” may therefore be used interchangeably with the terms “integral” or "one-piece.”
  • a component here is seamless if it has no seam along a closed path about a predetermined direction, for example an axial direction or an axis of symmetry.
  • the group of metallic materials basically comprises all metals, metallic ones Alloys and other metallic materials, which may also comprise, for example, non-metallic components, especially in the case of cages having one or more of the aforementioned features, the problem described above may be particularly evident oll be used.
  • the first ring portion may have a larger outer diameter than the second ring portion.
  • the radial abutment surface may be formed and arranged so as to at least partially radially guide the cage on the running surface of the outer race of the tapered roller bearing.
  • a cage according to an embodiment allow easier adjustment of the radial clearance.
  • a suitably equipped cage according to an embodiment also cause it to have a prolonged life, since in the same direction in the region of the larger first ring portion resulting wider configuration of the same in the radial direction, the rolling elements less likely to seize or can run into.
  • a lifetime of the underlying rolling bearing be longer.
  • a cage according to an embodiment may have exactly one radial abutment surface configured and arranged to guide the cage against a raceway of the outer or inner ring of the tapered roller bearing. This may make it possible, if necessary, to simplify assembly or manufacture of the tapered roller bearing. Likewise, it may optionally be possible thereby to allow a freer orientation of the rolling elements to the raceways of the inner ring and the outer ring of the tapered roller bearing. Due to the lack of a further radial contact surface, the cage may optionally be freely adjustable with regard to its orientation between the outer and the inner ring of the tapered roller bearing, so that the rolling elements can assume better contact with the respective raceways of the two rings. Irrespective of this, however, the lighter or improved setting possibility of the radial clearance is given over the already previously defined radial contact surface.
  • each of the first and the second ring portion for the rolling elements of the plurality of rolling elements so for example for all rolling elements of the plurality of rolling elements, each having an axial abutment surface which are formed and arranged to the To cause rolling elements at least partially axially in the cage.
  • the first ring section may in this case again have a larger outer diameter than the second ring section.
  • the axial contact surfaces of the first annular section can in this case have a radial extent. have, which correspond to at least one radial extent of the contact surfaces of the second ring portion.
  • the cage at an end facing the first annular section has a radially inner cylindrical surface section relative to the radial contact surface.
  • tangential contact surfaces can also be formed, which are designed and arranged to guide the rolling bodies along the circumferential direction after the windows have been cleared.
  • this can for example be done simultaneously with the formation of the cup-shaped blank. In this way, it may be possible to further simplify the method for producing the cage by possibly saving a separate production step, within the framework of which the tangential contact surfaces are formed.
  • providing the blank may include cold working a source material, for example, pressing, drawing or spin forming.
  • a source material for example, pressing, drawing or spin forming.
  • spinning roller can be used in the context of providing the blank, in which both the web structures with the tangential contact surfaces, as well as the pot shape of the blank with the first and the second Ring structure are formed.
  • spin forming forms a method by means of which both the web structures and the pot shape of the blank can be shaped substantially simultaneously, whereby a step can be saved if necessary in the production of a corresponding cage.
  • the free-cutting of the covered window may be a separating or a cutting method.
  • laser cutting, water jet cutting, punching or even turning can be used.
  • a method according to an embodiment for manufacturing a tapered roller bearing cage for guiding a plurality of frusto-conical rolling elements can provide a cup-shaped blank by pressure rolling with a first ring section extending through an axial direction over 360 °, a first ring section along the first ring section offset axial direction and extending around the axial direction over 360 ° extending second ring portion and a plurality of the first and the second ring portion connecting web structures, wherein between two along a circumferential direction of the blank adjacent web structures at least partially covered by a material layer window is arranged.
  • web structures are also formed as tangential contact surfaces which are designed and arranged in such a way as to guide the rolling bodies along the circumferential direction after a clearing of the covered windows.
  • the method further includes clearing the covered windows to open the windows such that webs are formed from the web structures defining the windows along the circumferential direction and between which a rolling element can be arranged to intermesh with the raceways of the inside and outside walls Outer ring of the tapered roller bearing can be in contact and are guided on the previously formed tangential contact surfaces.
  • Fig. 1 shows a perspective sectional view through a cage according to a
  • Fig. 2a shows a cross-sectional view through a blank, which represents a possible starting material for providing a cup-shaped blank
  • Fig. 2b shows a cross-sectional view through the cup-shaped blank
  • Fig. 2c shows an enlarged fragmentary view of the radial abutment surface of the provided cup-shaped blank
  • Fig. 2d shows a perspective view of the cup-shaped blank shown in Figures 2b and 2c.
  • Fig. 2e shows a Fig. 2b comparable representation of the cage after the saving of the windows
  • FIG. 2f shows an enlarged detail of the illustration from FIG. 2e in the area of the radial contact surface
  • Fig. 2g shows a perspective view of the cage
  • 1 shows a cross-sectional view comparable to FIG. 1 through a cage according to an exemplary embodiment, in which in turn an outer ring and a frustoconical rolling element are shown schematically;
  • Fig. 4a shows a cross-sectional view through the cage shown in Fig. 3; 4b shows an enlarged detail of the cross section shown in FIG. 4a through the cage shown there in the area of the contact surface;
  • Fig. 5 is a view similar to Figs. 1 and 3, showing a cage made by pressure rolling according to a method of manufacturing a cage;
  • Fig. 6a shows a cross section through the cage shown in Fig. 5;
  • Fig. 6b shows an enlarged detail of the cage shown in Figures 5 and 6a in the region of the first ring portion.
  • FIG. 7 shows a flow chart of a method according to an exemplary embodiment for producing a cage for a tapered roller bearing
  • FIG. 8 shows a flowchart of a method according to an exemplary embodiment for producing a cage for a tapered roller bearing by means of pressure rolling.
  • conventional tapered-roller bearing cages which are often simply referred to simply as cages, have a straight lateral surface. This includes an angle with an axial direction of the tapered roller bearing, which results from the envelope angle of the frustoconical rolling elements or rollers and their required contact surface on the cage web.
  • this may lead to ovality of the cage, which results from an instability of the cage. In such a case, it may possibly be difficult, if at all possible, to reliably adjust the radial clearance of the respective tapered roller bearing.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view through a cage 100 according to an exemplary embodiment of a tapered roller bearing for guiding a plurality of frustoconical rolling elements 110, of which one is shown schematically in FIG.
  • the roller body 110 in this case is in contact with a running surface 120 of an outer bearing ring 130 of the tapered roller bearing.
  • the rolling body 110 in this case penetrates the cage 100 through a window 140, which extends along a circumferential direction, which is in an axial direction 150 as well as on an axial direction 150. ner perpendicular to this perpendicular radial direction 160 is limited by a respective web 170. Two adjacent webs 170 thus delimit a respective window 140 along the circumferential direction.
  • the webs 170 are in this case integrally connected to a first annular section 180 and a second annular section 190.
  • the ring sections 180, 190 in this case extend around the axial direction 150 over 360 ° and are arranged offset from one another along the axial direction 150.
  • the cage 100 further includes a radial abutment surface 200 formed and arranged to at least partially radially guide the cage 100 on the tread 120 of the outer ring 130.
  • a radial abutment surface 200 formed and arranged to at least partially radially guide the cage 100 on the tread 120 of the outer ring 130.
  • the contact surface 200 may also just be formed and arranged so that it comes into contact with a corresponding running surface of an inner ring of the tapered roller bearing in order to contact the Cage and thus the guided by him rolling elements 110 radially at least partially.
  • a cage 100 in which the cage 100 is guided by a corresponding radially outwardly facing radial contact surface 200 with respect to an outer ring 130, corresponding embodiments of a cage 100 also have a corresponding radially inwardly facing radial contact surface 200, which serves for guiding on the corresponding inner ring.
  • the radial contact surface 200 has an angle with respect to the axial direction 150, which corresponds essentially to that of the running surface 120 of the outer bearing ring 130 with respect to the axial direction 150.
  • the radial contact surface 200 it is possible for the radial contact surface 200 to lie substantially completely and parallel on the running surface 120 when the cage 100 is inserted together with the rolling elements 110 in the tapered-roller bearing.
  • the radial contact surface 200 is thus formed in the region of a radial thickening 210 of the first annular section 180, through which an axial contact surface 220 is formed in the region of the first annular section 180.
  • This has a radial extension, that is to say an extension along the radial direction 160, which corresponds to at least one radial extension of an axial contact surface 230 of the second annular section 190.
  • the first ring portion 180 has a larger outer radial diameter than the second ring portion 190.
  • the cage shown in FIG. 1 comprises only a corresponding radial contact surface 200.
  • the cage 100 comprises exactly one radial contact surface 200. This may make it possible to facilitate easier assembly and safer operation of the tapered roller bearing, since tilting of the cage 100 by a plurality of simultaneously abutting radial contact surfaces 200 is avoided.
  • the cage 100 has at the first ring section 180 at an end facing it a radially inward cylindrical surface section 240 relative to the radial abutment surface 200, which further facilitates the formation of the radial thickening 210 and thus the formation of the axial abutment surface 220.
  • Embodiments of a cage can be prepared in addition to the use of pressure rolling by means of a pressing or pulling.
  • a cage support on an outer or inner ring is achieved by a corresponding radial contact surface 200 in the case of a tapered-roller bearing cage 100 according to one exemplary embodiment.
  • Such tapered roller bearing cages 100 which are also referred to simply as cages, can be used, for example, in the automotive sector, for example in the field of commercial vehicles, but also in the field of renewable energies.
  • Cages are conventionally pulled or pushed. In the field of larger diameters, for example of more than 50 cm, so far conventionally due to the instabilities occurring on the use of a sheet metal cage must be completely dispensed with.
  • the production of such a cage 100 according to one embodiment can thus be implemented in principle with the aid of several approaches.
  • a corresponding cage 100 can be produced by means of a drawing or printing, whereby likewise a corresponding approach or a corresponding radial thickening 210 can be produced, as for example in the field of spherical roller bearings and their cages (so-called SRB cages) is applied.
  • SRB cages spherical roller bearings and their cages
  • the corresponding tangential contact surfaces 250 can already be created during the creation of a cup-shaped blank, wherein the cup-shaped blank next to the two ring sections 180, 190 also includes corresponding web structures, which comprise the two ring sections 180, 190 and from which the webs 170 are manufactured later.
  • the tangential contact surfaces 250 serve to guide the rolling elements 110 along the circumferential direction not shown in FIG. They thus at least partially delimit the windows 140.
  • the pressure chuck thus has a shape which at least partially defines the later inner shape of the cage 100.
  • FIG. 2 a shows a cross-sectional view of a blank 260 which serves as a starting material for the cage 100.
  • the blank 260 in this case has a material or sheet thickness which is thicker than the later desired lateral surface thickness of the cage 100. This is essentially a slice of the material in question, which is, for example, the previously mentioned metallic materials.
  • FIG. 2b shows a cross-sectional view through a corresponding blank 270
  • FIG. 2c shows an enlargement through the cross section from FIG. 2b in the region of the first annular section 180 and more precisely in the region of the radial approach surface 200.
  • FIG. 2d accordingly shows a perspective view of the blank 270.
  • the starting material that is, for example, the blank 260
  • the pressure rollers move along the axial direction and along the circumferential direction.
  • the shape of the pressure lining is transferred to the inside of the blank 270, as shown particularly in FIG. 2d.
  • the pot-shaped structure of the blank 270 is created, wherein the blank 270 is closed by a bottom region 290 in the region of the second ring section 190.
  • the region of the later windows 140 is at least partially covered by a material layer 300 after the pressure rolling, ie after the removal of the blank 270 or after its provision by means of pressure rolling. In the blank 270 shown in FIGS. 2 b to 2 d, the regions of the later windows 140 are completely covered by the material layer 300.
  • the latter Due to the use of pressure rolling and the corresponding adoption of the shape of the pressure lining on the inside of the blank 270, the latter therefore has the positive shape corresponding to the negative shape of the pressure lining, which, inter alia, already includes the tangential contact surfaces 250 for later guiding of the rolling elements 110 (not shown in FIG 2b to 2d).
  • the covered windows 150 ie a corresponding removal of the material layer 300, and introducing a corresponding bore 310
  • FIGS. 2e to 2g FIG. 2e a cross-sectional illustration corresponding to FIG. 2b through the finished cage 100, FIG.
  • FIG perspective view of the cage 100 includes, which corresponds to Fig. 2d.
  • the hole 310 as well as the clearing of the covered windows 140 can be done here for example by means of a separating process, but also by means of a machining process.
  • the bore 310 and the exposure of the covered windows for example by means of laser Cutting, by punching, by means of water jet cutting, by turning or a similar process done.
  • the introduction of the bore 310 and the blanking of the covered windows 140 can be done here, for example, in the context of a processing step, but also in the context of different manufacturing steps.
  • the blank 270 which is also referred to as a blank, can be machined, for example, in such a way that its lateral surface 320 (see FIGS. 2b to 2d) is completely turned over, whereby the windows 140, also referred to as pockets, become free.
  • the material in the area of the first ring section 180 is thus thickened with the larger of the two diameters of the cage 100 during the pressure rolling.
  • the pressure rollers can only be realized.
  • the cage blank 270 can be rolled out of the blank 260 or, if appropriate, alternatively from a pipe section.
  • the inner geometry ie in particular the tangential contact surfaces 250 for the rolling bodies 110, is introduced at the webs 170.
  • the bore 310 and the recesses are produced by means of lasers, punching or similar methods.
  • the geometry can be completely over-twisted, as previously explained, whereby the cage pockets, so the windows 140 are also free.
  • An embossing operation within the framework of which the tangential contact surfaces 250 are defined, may possibly be rendered superfluous by this process control.
  • the cage 100 can thereby be guided, for example, on the outer ring 130 by forming the corresponding radial contact surface 200, with the result that the cage is not out of round in the bearing and can only be deformed with difficulty.
  • cages with an unfavorable material thickness / diameter ratio or sheet thickness / diameter ratio can also be used.
  • the cage 100 may possibly settle less at standstill, as a result of which the risk of the webs 170 rolling over by the rolling elements 110 may be reduced when the rotation starts up again.
  • the use of pressure rolling can thus enable a reduction in costs, since the embossing operation can be optionally saved. In this way, if appropriate, the process time for producing such a cage 100 can be reduced according to an embodiment. In addition, by eliminating one tool, it may also be possible to achieve reduced tooling costs compared to other manufacturing methods.
  • the pressure rolling thus results in a thickened lateral surface 320 in the region of the first annular section 180 with the larger of the two diameters. This results in an increase in the axial contact surfaces for the rolling elements 110. Also, by providing the radial thickening 210 and the creation of the corresponding radial contact surface 200, the guiding of the cage 100 on the outer ring 130 can be realized.
  • FIG. 3 shows a representation comparable to FIG. 1 of a further cage 100 according to an embodiment, in which, however, the axial direction 150 and the radial direction 160 are not shown in order to simplify the illustration.
  • the outer bearing ring with its running surface 120 and a frustoconical rolling body is again shown schematically.
  • the cage 100 of FIG. 3 differs from that shown in FIG.
  • the cage 100 shown in FIG. 3 is one which can also be produced by means of drawing or printing, that is, for example by means of deep-drawing.
  • a corresponding blank 270 can then optionally be produced within the scope of a first substep without the corresponding web structures 280. These can then be introduced into the blank 270 as part of an embossing step or by means of other production techniques, before the bore 310 and the windows 140 are released.
  • FIG. 4 a shows a representation comparable to FIG. 2 e of the cage 100 shown in FIG. 3. Accordingly, FIG. 4 b shows an enlarged representation of the first annular section with the radial approach surface 200 corresponding to FIG. 2 f.
  • Fig. 5 shows a Fig. 1 and 3 corresponding representation of a cage 100 ', in which, however, the rolling elements 110 and the outer bearing ring 130 with the tread 120 are not shown.
  • the cage 100 'of FIG. 5, which is also shown in a cross-sectional representation corresponding to FIGS. 2e and 4a in FIG. 6a and in a representation corresponding to FIG. 2f and 4b in FIG. 6b, is a cage which has no radial contact surface 200 in the region of the first ring portion 180.
  • a corresponding surface 340 is formed in this case in consideration of the angle of inclination of the cage 100 'in alignment with a further surface 350 of the second annular portion 190.
  • the Surface 340 of the first ring portion 180 during operation do not serve for the radial support of the cage. It is therefore not just a radial contact surface 200, as they have the previously described cages 100 have shown. Regardless, however, the cage 100 'shown in Figures 5, 6a and 6b can also be made by means of pressure rolling. In this case as well, despite the absence of the radial contact surface 200, the step of embossing the web structures 280 (not shown in FIGS. 5, 6a and 6b) and the corresponding tangential contact surfaces 250 can be saved. These can, in turn, be created at the same time or at the same time as part of the pressure rolling, that is to say when the cup-shaped blank 270 (not shown in FIGS.
  • FIG. 7 shows a flowchart of a method according to an exemplary embodiment for producing a tapered roller bearing cage 100 for guiding a plurality of tapered rolling elements 110.
  • this comprises providing the cup-shaped blank 270 with one around the axial direction 150 extending over 360 ° first ring portion 180, one to the first ring portion 180 along the axial direction 150 offset and extending about the axial direction 150 over 360 ° second ring portion 190 and a plurality of the first and the second ring portion 180, 190 connecting web structures 280.
  • a window 140 covered at least partially by the material layer 300 is arranged between two web structures 280 adjacent to the circumferential direction of the blank 270.
  • the first ring section 180 has the previously described radial contact surface 200, which is designed and arranged in such a way as to guide the cage at least partially radially on the running surface 120 of the outer ring 130 or a corresponding inner ring of the tapered roller bearing.
  • the covered windows 140 are now cleared, that is to say opened in such a way that the webs 170 described above are formed from the web structures 280.
  • the tangential abutment surfaces 250 can also be formed simultaneously therewith, the tangential abutment surfaces 250 being designed and arranged to be free after the covered windows 140 have been cleared to guide the rolling elements 110 along the circumferential direction.
  • the provision in step S10 can optionally take place via cold forming of the starting material, for example by printing, drawing or pressure rolling. If the option of pressure rolling is selected in this way, the web structures 280 and the tangential contact surfaces 250 as well as the pot shape of the blank 270 with the first and second ring structures 180, 190 can essentially be formed at the same time.
  • the saving can, as explained above, take place via a separating or cutting process, that is, for example, via laser cutting, water jet cutting, punching or even turning.
  • FIG. 8 shows a flow chart of another method for making a tapered roller bearing cage 100, 100 'for guiding a plurality of frusto-conical rolling elements 110.
  • this includes providing a cup-shaped blank 270 by means of compression rolling with 360 ° about the axial direction 150 ° extending first ring portion, to the first ring portion 180 along the axial direction 150 offset and extending about the axial direction 150 over 360 ° extending second ring portion 190 and a plurality of the first and the second ring portion 180, 190 interconnecting web structures 280th
  • the web structures 280 also forming the tangential contact surfaces 250, which are designed and arranged so as to be clear ch the clearing of the covered windows, the rolling elements 1 10 to guide along the circumferential direction.
  • a step S220 the covered windows are then cleared in order to open them so that the webs 170 form from the web structures, which delimit the windows 140 along the circumferential direction and between each of which a rolling element 110 can be arranged such that it is in contact with the raceways 120 of the inner and outer ring of Tapered roller bearing can be in contact and is guided on the previously formed tangential contact surfaces 250.
  • an embodiment may make it possible to allow a more reliable and / or easier adjustment of the radial clearance of the tapered roller bearing.

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Abstract

Ein Käfig (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfformigen Wälzkörpem (110) umfasst einen sich um eine axiale Richtung (150) über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt (180), einen zu dem ersten Ringabschnitt (180) entlang der axialen Richtung (150) versetzten und sich um die axiale Richtung (150) über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt (190) und eine Mehrzahl von den ersten (180) und den zweiten Ringabschnitt (190) verbindenden Stegen (170), wobei der erste Ringabschnitt (180) eine radiale Anlauffläche (200) aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig (100) an einer Lauffläche (120) eines Außen- (130) oder eines Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen. Hierdurch kann es möglich sein, eine zuverlässigere und/oder einfachere Einstellung der Radialluft des Kegelrollenlagers zu ermöglichen.

Description

B e s c h r e i b u n g
Käfig für ein Kegelrollenlager und Verfahren zum Herstellen eines Käfigs für ein
Kegelrollenlager Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Käfig für ein Kegelrollenlager und Verfahren zum Herstellen eines Käfigs für ein Kegelrollenlager.
In vielen Bereichen des Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbaus besteht ein Bedarf daran, sich zueinander drehende Teile und Komponenten einer Maschine, Anlage oder einer an- deren Baugruppe zueinander zu führen und zu lagern. Hierzu werden beispielsweise Kegelrollenlager eingesetzt, die häufig sowohl in radialer wie auch in axialer Richtung hohe Belastungen verkraften können. Kegelrollenlager weisen hierbei typischerweise kegel- stumpfförmige Wälzkörper auf, die etwas gegen die Wellenachse, also die axiale Richtung des Lagers, geneigt sind.
Um ein Berühren der Wälzkörper untereinander zu vermeiden und eine möglichst gleichmäßige Verteilung derselben entlang des Umfangs des Kegelrollenlagers zu ermöglichen, weisen diese häufig Kegelrollenlagerkäfige auf, die einfach auch nur als Käfig bezeichnet werden. Diese besitzen konventionell eine gerade Mantelfläche, wobei sich ein Winkel der geraden Mantelfläche durch den Hüllwinkel der Rollen und deren benötigte Anlauffläche am Käfigsteg ergibt. Bei Käfigen, die beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Blech, gefertigt sind, können so eine Stärke des betreffenden Materials und der Durchmesser in einem ungünstigen Verhältnis zueinander stehen, was zu einer Unrundheit des Käfigs aufgrund einer daraus resultierenden Instabilität fuhren kann. In ei- nem solchen Fall kann es gegebenenfalls problematisch sein, die Radialluft eines solchen Kegelrollenlagers einzustellen. Je nach Umständen kann dies so nur noch schwer oder auch gar nicht mehr möglich sein. Die DE 1 527 587 A bezieht sich so auf ein Verfahren zur Fertigung einteilige Massivkäfi- ge für Wälzlager. Bei dieser wird ein Pressling mit der Gestalt eines zylindrischen Rohrabschnitts gefertigt, der jedoch aufgrund seiner Gestalt nur im Rahmen eines Warmfließpro- zesses herstellbar ist.
Es besteht so ein Bedarf daran, einen Käfig für ein Kegelrollenlager zu schaffen, welcher eine zuverlässigere und/oder einfachere Einstellung der Radialluft ermöglicht.
Diesem Bedarf tragen ein Käfig gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen eines Käfigs für ein Kegelrollenlager gemäß Patentanspruch 7 und ein Verfahren zum Herstellen eines Käfigs für ein Kegelrollenlager gemäß Patentanspruch 10 Rechnung.
Ein Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern umfasst ein sich um eine axiale Richtung über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt, einen zu dem ersten Ringabschnitt entlang der axialen Richtung versetzten und sich um die axiale Richtung über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt und eine Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt verbindenden Stegen, wobei der erste Ringabschnitt eine radiale Anlauffläche aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig an einer Lauffläche eines Außen- oder eines Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen.
Ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines solchen Käfigs für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern umfasst ein Bereitstellen eines topfförmigen Rohlings mit einem sich um eine axiale Rich- tung über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt, einem zu dem ersten Ringabschnitt entlang der axialen Richtung versetzten und sich um die axiale Richtung über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt und einer Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt verbindenden Stegstrukturen, wobei zwischen zwei entlang einer Umfangsrich- tung des Rohlings benachbarten Stegstrukturen ein wenigstens teilweise von einer Materi- alschicht bedecktes Fenster angeordnet ist. Der erste Ringabschnitt weist eine radiale Anlauffläche auf, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig an einer Lauffläche eines Außen- oder eines Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen. Das Verfahren umfasst ferner ein Freisparen der bedeckten Fenster, um die Fenster derart zu öffnen, dass aus den Stegstrukturen Stege entstehen, die die Fenster entlang der Umfangsrichtung begrenzen und zwischen denen ein Wälzkörper so anordenbar ist, dass dieser mit den Laufbahnen des Innen- und des Außenrings des Kegelrollenlagers in Kontakt stehen kann. Ausführungsbeispielen liegt so die Erkenntnis zugrunde, dass eine leichtere und zuverlässigere Einstellung der Radialluft bei einem Kegelrollenlager dadurch erzielbar ist, dass der Käfig eine radiale Anlauffläche aufweist, die gerade so ausgebildet und angeordnet ist, um an einer Lauffläche des Außen- oder des Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens den Käfig teilweise radial zu führen. So ermöglicht es ein Käfig gemäß einem Ausführungsbei- spiel, seine Position und damit die Position der durch ihn geführten kegelstumpfförmigen Wälzkörper unter Nutzung der Anlauffläche einzustellen. Die Lauffläche eines Innen- oder Außenrings wird hierbei auch als Laufbahn bezeichnet.
Benachbart sind hierbei zwei Objekte, zwischen denen kein weiteres Objekt desselben Typs angeordnet ist. Unmittelbar benachbart sind entsprechende Objekte, wenn sie anei- nandergrenzen, also beispielsweise miteinander in Kontakt stehen.
Optional kann ein Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel einstückig und/oder nahtlos und/oder aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Unter einer einstückig ausgebil- deten Komponente wird eine solche verstanden, die genau aus einem zusammenhängenden Materialstück gefertigt ist. Der Begriff„einstückig" kann daher synonym mit den Begriffen„integral" oder„einteilig" verwendet werden. Ein Bauteil ist hierbei nahtlos, wenn dieses entlang eines geschlossenen Pfads um eine vorbestimmte Richtung, beispielsweise eine axiale Richtung oder eine Symmetrieachse, keine Naht aufweist, an der durch eine entspre- chende Verbindungstechnik, beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindungstechnik und hier insbesondere durch ein Schweißen, Löten oder Verkleben, das Bauteil mit sich selbst oder einem anderen Bauteil verbunden ist. Die Gruppe der metallischen Werkstoffe um- fasst hierbei grundsätzlich alle Metalle, metallischen Legierungen und andere metallische Werkstoffe, die beispielsweise auch nichtmetallische Komponenten umfassen können. Ge- rade bei Käfigen, die eine oder mehrere der vorbenannten Merkmale aufweisen, kann das zuvor beschriebene Problem besonders in Erscheinung treten. Gerade unter solchen Bedingungen kann so ein Ausfuhrungsbeispiel besonders sinnvoll eingesetzt werden. Optional kann bei einem Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel der erste Ringabschnitt einen größeren Außendurchmesser als der zweite Ringabschnitt aufweisen. Ebenso kann bei einem solchen Käfig die radiale Anlauffläche gerade derart ausgebildet und angeordnet sein, um den Käfig an der Lauffläche des Außenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen. Gerade unter diesen Bedingungen kann ein Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel eine leichtere Einstellung der Radialluft ermöglichen. Unabhängig hiervon kann ein entsprechend ausgestatteter Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel auch dazu führen, dass dieser eine verlängerte Standzeit aufweist, da sich bei ihm aufgrund der sich hierdurch ebenfalls im Bereich des größeren ersten Ringabschnitts ergebenden breiteren Ausgestaltung desselben in radialer Richtung die Wälzkörper weniger leicht festfressen bzw. einlaufen können. So kann gegebenenfalls bei einem solchen Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Lebensdauer des zugrunde liegenden Wälzlagers länger sein. Optional kann ein Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel genau eine radiale Anlauffläche aufweisen, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig an einer Laufbahn des Außen- oder des Innenrings des Kegelrollenlagers zu führen. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Montage oder eine Herstellung des Kegelrollenlagers zu vereinfachen. Ebenso kann es gegebenenfalls hierdurch möglich sein, eine freiere Ausrichtung der Wälzkörper zu den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings des Kegelrollenlagers zu ermöglichen. Durch das Fehlen einer weiteren radialen Anlauffläche kann so der Käfig gegebenenfalls zwischen dem Außen- und dem Innenring des Kegelrollenlagers hinsichtlich seiner Ausrichtung freier einstellbar sein, sodass die Wälzkörper einen besseren Kontakt zu den betreffenden Laufbahnen der beiden Ringe annehmen können. Unabhängig hiervon ist jedoch über die bereits zuvor definierte radiale Anlauffläche die leichtere bzw. verbesserte Einstellmöglichkeit der Radialluft gegeben.
Optional können bei einem Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel jeweils der erste und der zweite Ringabschnitt für die Wälzkörper der Mehrzahl von Wälzkörpern, also bei- spielsweise für alle Wälzkörper der Mehrzahl von Wälzkörpern, jeweils eine axiale Anlauffläche aufweisen, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um die Wälzkörper wenigstens teilweise axial in dem Käfig zu führen. Der erste Ringabschnitt kann hierbei wiederum einen größeren Außendurchmesser als der zweite Ringabschnitt aufweisen. Die axialen Anlaufflächen des ersten Ringabschnitts können hierbei eine radiale Erstreckung auf- weisen, die wenigstens einer radialen Erstreckung der Anlaufflächen des zweiten Ringabschnitts entsprechen. Hierdurch kann also gerade eine zu dünnwandige Anlauffläche im Bereich des ersten Ringabschnitts mit dem größeren Außendurchmesser vermieden werden, sodass eine Gefahr, dass sich die Wälzkörper vergleichsweise schnell einlaufen, und der Käfig so nach einer vergleichsweise kurzen Zeit bereits versagen könnte, reduziert wird. Insgesamt kann so gegebenenfalls eine Standzeit eines Käfigs und damit des zugrunde liegenden Kegelrollenlagers gegebenenfalls verlängert werden.
Optional kann bei einem Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem der erste Ring- abschnitt einen größeren Außendurchmesser als der zweite Ringabschnitt aufweist, der Käfig an einem dem ersten Ringabschnitt zugewandten Ende einen bezogen auf die radiale Anlauffläche radial innenliegenden zylinderförmigen Flächenabschnitt aufweisen. Hierdurch kann gegebenenfalls die bereits zuvor beschriebene Materialverstärkung auch in diesem Bereich implementiert werden, ohne eine leichtere Entformbarkeit des Käfigs bei sei- ner Herstellung zu gefährden.
Bei einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel können während des Bereitstellens der ersten und der zweiten Ringstrukturen an den Stegstrukturen auch tangentiale Anlaufflächen gebildet werden, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um nach dem Freisparen der bedeckten Fenster die Wälzkörper entlang der Umfangsrichtung zu führen. Optional kann dies beispielsweise gleichzeitig mit dem Bilden des topfförmigen Rohlings geschehen. Hierdurch kann es möglich sein, das Verfahren zum Herstellen des Käfigs weiter zu vereinfachen, indem ein separater Herstellungsschritt, im Rahmen dessen die tangentialen Anlaufflächen gebildet werden, gegebenenfalls eingespart werden kann.
Optional kann bei einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel das Bereitstellen des Rohlings ein Kaltverformen eines Ausgangsmaterials, beispielsweise ein Drücken, ein Ziehen oder ein Drückwalzen umfassen. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, das Herstellungsverfahren weiter zu vereinfachen, indem ein energieintensiverer Warm- fließprozess umgangen werden kann.
So kann beispielsweise optional auch nur ein Drückwalzen im Rahmen des Bereitstellens des Rohlings verwendet werden, bei dem sowohl die Stegstrukturen mit den tangentialen Anlaufflächen, wie auch die Topfform des Rohlings mit der ersten und der zweiten Ringstruktur gebildet werden. So bildet das Drückwalzen beispielsweise ein Verfahren, mit dessen Hilfe sowohl die Stegstrukturen wie auch die Topfform des Rohlings im Wesentlichen zeitgleich geformt werden können, wodurch gegebenenfalls ein Schritt beim Herstellen eines entsprechenden Käfigs eingespart werden kann.
Optional kann bei einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel das Freisparen des bedeckten Fensters ein trennendes oder ein spanendes Verfahren zum Einsatz kommen. Hierbei können beispielsweise ein Laserschneiden, ein Wasserstrahlschneiden, ein Stanzen oder auch ein Drehen verwendet werden.
Darüber hinaus kann ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines Käfigs für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern ein Bereitstellen eines topfförmigen Rohlings mittels Druckwalzens mit einem sich um eine axiale Richtung über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt, einem zu dem ersten Ringabschnitt entlang der axialen Richtung versetzten und sich um die axiale Richtung über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt und einer Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt verbindenden Stegstrukturen umfassen, wobei zwischen zwei entlang einer Umfangsrichtung des Rohlings benachbarten Stegstrukturen ein wenigstens teilweise von einer Materialschicht bedecktes Fenster angeordnet ist. An den
Stegstrukturen werden hierbei auch tangentiale Anlaufflächen gebildet, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um nach einem Freisparen der bedeckten Fenster die Wälzkörper entlang der Umfangsrichtung zu führen. Das Verfahren umfasst ferner ein Freisparen der bedeckten Fenster, um die Fenster derart zu öffnen, dass aus den Stegstrukturen Stege entstehen, die die Fenster entlang der Umfangsrichtung begrenzen und zwischen denen ein Wälzkörper so anordenbar ist, dass diese mit den Laufbahnen des Innen- und des Außenrings des Kegelrollenlagers in Kontakt stehen können und an den zuvor gebildeten tangentialen Anlaufflächen geführt werden.
So ermöglicht der Einsatz des Druckwalzens, wie dies bereits zuvor beschrieben wurde, gerade ein gleichzeitiges, also zeitgleiches Bereitstellen des topfförmigen Rohlings, welcher nicht nur den ersten und den zweiten Ringabschnitt umfasst, sondern ebenso die entsprechenden Stegstrukturen mit den tangentialen Anlaufflächen zum Führen der Wälzkörper entlang der Umfangsrichtung. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch einen Käfig gemäß einem
Ausführungsbeispiel mit einem schematisch eingezeichneten Außenring und einem schematisch eingezeichneten kegelstumpfförmigen Wälzkörper eines Kegelrollenlagers;
Fig. 2a zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Ronde, die ein mögliches Ausgangsmaterial zum Bereitstellen eines topfförmigen Rohlings darstellt;
Fig. 2b zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den topfförmigen Rohling;
Fig. 2c zeigt eine vergrößerte Teildarstellung der radialen Anlauffläche des bereitgestellten topfförmigen Rohlings;
Fig. 2d zeigt eine perspektivische Darstellung des in Fig. 2b und 2c gezeigten topfförmigen Rohlings;
Fig. 2e zeigt eine Fig. 2b vergleichbare Darstellung des Käfigs nach dem Freisparen der Fenster;
Fig. 2f zeigt eine Detailvergrößerung der Darstellung aus Fig. 2e im Bereich der radialen Anlauffläche;
Fig. 2g zeigt eine perspektivische Darstellung des Käfigs; zeigt eine Fig. 1 vergleichbare Querschnittsdarstellung durch einen Käfig gemäß einem Ausführungsbeispiel, in die wiederum schematisch ein Außenring und ein kegelstumpfförmiger Wälzkörper eingezeichnet sind;
Fig. 4a zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den in Fig. 3 gezeigten Käfig; Fig. 4b zeigt eine Detailvergrößerung des in Fig. 4a gezeigten Querschnitts durch den dort gezeigten Käfig im Bereich der Anlauffläche;
Fig. 5 zeigt eine Fig. 1 und 3 vergleichbare Darstellung durch einen Käfig, der gemäß einem Verfahren zum Herstellen eines Käfigs mittels Druckwalzens hergestellt wurde;
Fig. 6a zeigt einen Querschnitt durch den in Fig. 5 gezeigten Käfig;
Fig. 6b zeigt eine Detailvergrößerung des in den Fig. 5 und 6a gezeigten Käfigs im Bereich des ersten Ringabschnitts;
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahren gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel zum Herstellen eines Käfigs für ein Kegelrollenlager; und
Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines Käfigs für ein Kegelrollenlager mittels Druckwalzens.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Wie bereits eingangs kurz erläutert wurde, besitzen konventionelle Kegelrollenlagerkäfige, die einfach oft nur als Käfige bezeichnet werden, eine gerade Mantelfläche. Diese schließt einen Winkel mit einer axialen Richtung des Kegelrollenlagers ein, die sich durch den Hüllwinkel der kegelstumpfförmigen Wälzkörper oder Rollen und deren benötigte Anlauffläche am Käfigsteg ergibt. Bei Käfigen, bei denen beispielsweise eine Blechstärke und eine andere Materialstärke sowie der Durchmesser in einem ungünstigen Verhältnis zuei- nander stehen, kann es so gegebenenfalls zu Unrundheiten des Käfigs kommen, welche aus einer Instabilität des Käfigs resultieren. In einem solchen Fall kann es gegebenenfalls nur noch schwer, wenn überhaupt möglich sein, die Radialluft des betreffenden Kegelrollenlagers zuverlässig einzustellen.
Weiterhin kann es bei einer solchen Situation dazu kommen, dass bei der Herstellung der Käfige mittels Druckwalzens, bedingt durch die benötigten Freiformen nur eine dünnwandige axiale Anlauffläche der Wälzkörper im Bereich des größeren Durchmessers des Käfigs entsteht. Hier kann so gegebenenfalls eine Gefahr bestehen, dass die Wälzkörper schnell einlaufen und der Käfig bereits nach einer kurzen Zeitspanne bzw. einer kurzen Standzeit versagen können.
Um diesen Problemen zu begegnen, werden im Rahmen der vorliegenden Beschreibung unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Käfigen für Kegelrollenlager sowie unter- schiedliche Ausführungsbeispiele eines entsprechenden Verfahrens zum Herstellen eines solchen Käfigs beschrieben. Hierbei wird im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit lediglich eine Herstellung bzw. entsprechende Käfige beschrieben, die sowohl einstückig, nahtlos, wie auch aus einem metallischen Werkstoff, typischerweise aus einem Stahlblech gefertigt sind. Selbstverständlich sind Aus führungsbeispiele jedoch bei Weitem nicht hierauf beschränkt. So können grundsätzlich auch Käfige gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel hergestellt werden, bei denen diese drei Merkmale nicht gleichzeitig verwirklicht sind. Ebenso kann anstelle des zuvor beschriebenen Stahlblechs auch ein anderer metallischer Werkstoff verwendet werden, beispielsweise ein Metall oder eine Metalllegierung, jedoch auch ein metallischer Werkstoff, dem nichtmetallische Komponenten beige- fügt sind.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen Käfig 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmi- gen Wälzkörpern 110, von denen schematisch in Fig. 1 eine eingezeichnet ist. Der Wälz- körper 110 steht hierbei mit einer Lauffläche 120 eines Außenlagerrings 130 des Kegelrollenlagers in Kontakt.
Der Wälzkörper 110 durchdringt hierbei den Käfig 100 durch ein Fenster 140, welches entlang einer Umfangsrichtung, welche sowohl auf einer axialen Richtung 150 sowie auf ei- ner auf dieser senkrecht stehenden radialen Richtung 160 senkrecht steht, von jeweils einem Steg 170 begrenzt wird. Zwei benachbarte Stege 170 begrenzen so also entlang der Umfangsrichtung jeweils ein Fenster 140. Die Stege 170 sind hierbei mit einem ersten Ringabschnitt 180 und einem zweiten Ringabschnitt 190 einstückig verbunden. Die Ringabschnitte 180, 190 erstrecken sich hierbei um die axiale Richtung 150 über 360° herum und sind entlang der axialen Richtung 150 voneinander versetzt angeordnet. Der Käfig 100 weist ferner eine radiale Anlauffläche 200 auf, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig 100 an der Lauffläche 120 des Außenrings 130 wenigstens teilweise radial zu führen. Beim Einsetzen des Käfigs 100 in das Kegelrollenlager richten sich so die Wälzkörper 110 und der Käfig 100 in Bezug auf den Außenring 130 gerade so aus, dass sowohl der Käfig wie auch die Wälzkörper 110 mit der Lauffläche 120 in Kon- takt stehen. Selbstverständlich können der Käfig 100 und die Wälzkörper 120 in einer abweichenden Art und Weise in das Kegelrollenlager eingeführt werden, bei der beispielsweise der Käfig 100 nur teilweise oder gar nicht mit der Lauffläche 120 des betreffenden Außenrings 130 in Kontakt steht. Je nachdem, in welcher Art und Weise der betreffende Käfig 100 in das Kegelrollenlager eingesetzt wird, kann so eine entsprechende Einstellung der Radiallagerluft möglich sein.
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen, auch wenn dies in Fig. 1 so in der Form nicht gezeigt ist, die Anlauffläche 200 auch gerade so ausgebildet und angeordnet sein, dass diese mit einer entsprechenden Lauffläche eines Innenrings des Kegelrol- lenlagers in Kontakt tritt, um den Käfig und damit die von ihm geführten Wälzkörper 110 radial wenigstens teilweise zu führen. Auch wenn also sowohl im Zusammenhang mit Fig. 1 wie auch den weiteren Figuren lediglich Ausführungsbeispiele eines Käfigs 100 beschrieben werden, bei denen der Käfig 100 durch eine entsprechende radial nach außen weisende radiale Anlauffläche 200 bezüglich eines Außenrings 130 geführt wird, können entsprechende Ausführungsbeispiele eines Käfigs 100 auch eine entsprechend radial nach innen weisende radiale Anlauffläche 200 aufweisen, welche zur Führung an dem entsprechenden Innenring dient. Erläuterungen und Ausführungen hinsichtlich des Außenlager- rings 130 können so entsprechend bei anderen Ausführungsbeispielen auf einen Innenla- gerring übertragen werden. Die radiale Anlauffläche 200 weist hierbei bezogen auf die axiale Richtung 150 einen Winkel auf, der im Wesentlichen dem der Lauffläche 120 des Außenlagerrings 130 bezogen auf die axiale Richtung 150 entspricht. Hierdurch ist es möglich, dass die radiale An- lauffläche 200 im Wesentlichen vollständig und parallel an der Lauffläche 120 anliegt, wenn der Käfig 100 zusammen mit den Wälzkörpern 110 in dem Kegelrollenlager eingesetzt ist.
Die radiale Anlauffläche 200 ist so im Bereich einer radialen Verdickung 210 des ersten Ringabschnitts 180 gebildet, durch die im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 auch eine axiale Anlauffläche 220 gebildet wird. Diese weist eine radiale Erstreckung, also eine Erstreckung entlang der radialen Richtung 160 auf, die wenigstens einer radialen Erstreckung einer axialen Anlauffläche 230 des zweiten Ringabschnitts 190 entspricht. Hierbei weist der erste Ringabschnitt 180 einen größeren äußeren radialen Durchmesser als der zweite Ringabschnitt 190 auf. Hierdurch wird gerade das zuvor beschriebene Szenario eines vorzeitigen Einlaufens der Wälzkörper 110 und damit eine entsprechende Reduzierung der Standzeit des Kegelrollenlagers entgegengewirkt. Durch die Implementierung einer entsprechend breit angelegten axialen Anlauffläche 220 an dem ersten Ringabschnitt 180, welcher im Übrigen stets im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als der mit dem grö- ßeren Außenradius angenommen wird, kann so eine Wahrscheinlichkeit des zuvor beschriebenen Einlaufens bzw. der zuvor beschriebenen Beschädigung des Käfigs 100 durch die Wälzkörper 110 während des Betriebs reduziert werden.
In Bezug auf die radiale Anlauffläche 200 bietet es sich an an dieser Stelle darauf hinzu- weisen, dass der in Fig. 1 gezeigte Käfig lediglich eine entsprechende radiale Anlauffläche 200 umfasst. Anders ausgedrückt umfasst der Käfig 100 genau eine radiale Anlauffläche 200. Hierdurch kann es möglich sein, eine leichtere Montage und einen gefahrloseren Betrieb des Kegelrollenlagers zu ermöglichen, da ein Verkanten des Käfigs 100 durch mehrere gleichzeitig anliegende radiale Anlaufflächen 200 vermieden wird.
Der Käfig 100 weist darüber hinaus an dem ersten Ringabschnitt 180 an einem diesem zugewandten Ende einen bezogen auf die radiale Anlauffläche 200 radial innenliegenden zylinderförmigen Flächenabschnitt 240 auf, durch den die Bildung der radialen Verdickung 210 und damit die Bildung der axialen Anlauffläche 220 weiter erleichtert wird. Darüber hinaus ist durch die entsprechende zylinderförmige Ausgestaltung des Flächenabschnitts 240, also seine parallele Ausrichtung zu der axialen Richtung 150 ein leichtes Entformen des Käfigs 100 aus seinen Herstellungswerkzeugen möglich. Dies trifft insbesondere für das Entformen von einer entsprechenden Negativform eines entsprechenden Druckfutters im Falle der Herstellung eines topfförmigen Rohlings mithil- fe eines Druckwalzprozesses zu.
Ausführungsbeispiele eines Käfigs können aber neben dem Einsatz des Druckwalzens auch vermittels eines Drückens oder eines Ziehens hergestellt werden. Hierdurch wird eine Kä- figabstützung an einem Außen- oder Innenring durch eine entsprechende radiale Anlauffläche 200 bei einem Kegelrollenlagerkäfig 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel erzielt. Solche auch einfach als Käfig bezeichneten Kegelrollenlagerkäfige 100 können beispielsweise im Automobilbereich, beispielsweise im Bereich der Nutzfahrzeuge aber auch im Bereich der erneuerbaren Energien eingesetzt werden.
Während konventionell Käfige aus entsprechend dickem Material hergestellt werden, um so die Möglichkeit des leichten Deformierens zu vermeiden, bieten Ausführungsbeispiele die Möglichkeit, gezielter auch gegebenenfalls dünnere Materialien einzusetzen. Konven- tionell kann so beispielsweise die Technik des Druckwalzens nicht angewendet werden.
Käfige werden so konventionell gezogen oder gedrückt. Im Bereich größerer Durchmesser, beispielsweise von mehr als 50 cm, muss so konventionell aufgrund der auftretenden Instabilitäten auf den Einsatz eines Blechkäfigs bislang vollständig verzichtet werden. Das Herstellen eines solchen Käfigs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann so grundsätzlich mithilfe mehrerer Lösungsansätze umgesetzt werden. So wird im Rahmen der Fig. 2a bis 2g der Einsatz des Druckwalzens mithilfe einer entsprechenden Negativform und einem entsprechenden ausgeformten Druckfutter näher beschrieben, wobei jedoch grundsätzlich ein entsprechender Käfig 100 mithilfe eines Ziehens bzw. Druckens hergestellt werden kann, wodurch ebenfalls ein entsprechender Ansatz oder eine entsprechende radiale Verdickung 210 hervorgebracht werden kann, wie dies beispielsweise aus dem Bereich der Pendelrollenlager und ihrer Käfige (sogenannter SRB-Käfige) angewendet wird. Allerdings kann es hierbei gegebenenfalls ratsam oder sogar notwendig sein, im Rahmen eines nachfolgenden Arbeitsgangs mithilfe eines Prägens entsprechende tangen- tiale Anlaufflächen zu bilden. Es kann so gegebenenfalls beim Einsatz eines Druckens oder Ziehens gegebenenfalls auch weiterhin vonnöten sein, einen Prägeschritt vorzusehen.
Beim Einsatz des Druckwalzens können so die entsprechenden tangentialen Anlaufflächen 250, wie sie beispielsweise in Fig. 1 im Bereich der Stege 170 eingezeichnet sind, bereits während des Schaffens eines topfförmigen Rohlings geschaffen werden können, wobei der topfförmige Rohling neben den beiden Ringabschnitten 180, 190 auch entsprechende Stegstrukturen umfasst, welche die beiden Ringabschnitte 180, 190 umfassen und aus denen die Stege 170 später gefertigt werden.
Die tangentialen Anlaufflächen 250 dienen hierbei der Führung der Wälzkörper 110 entlang der in Fig. 1 nicht eingezeichneten Umfangsrichtung. Sie begrenzen so wenigstens teilweise die Fenster 140. Im Folgenden wird nun die Herstellung eines solchen Käfigs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mithilfe des Druckwalzens und einer entsprechenden Negativform, die als Druckfutter dient, beschrieben. Das Druckfutter weist so eine Form auf, die wenigstens teilweise die spätere innere Form des Käfigs 100 definiert. So weist sie insbesondere Strukturen auf, mit deren Hilfe während des Druckwalzens die bereits zuvor erwähnten Stegstrukturen mit den tangentialen Anlaufflächen 250 geschaffen werden, aus denen später die entsprechenden Stege 170 mit den tangentialen Anlaufflächen 250 herausgearbeitet werden. So zeigt Fig. 2a eine Querschnittsdarstellung einer Ronde 260, welche als Ausgangsmaterial für den Käfig 100 dient. Die Ronde 260 weist hierbei eine Material- oder Blechstärke auf, die dicker als die später erwünschte Mantelflächenstärke des Käfigs 100 ist. Bei dieser handelt es sich im Wesentlichen um eine Scheibe des betreffenden Materials, bei dem es beispielsweise um die bereits zuvor erwähnten metallischen Werkstoffe handelt.
Bei dem eigentlichen Schritt des Druckwalzens wird nun ein topfförmiger Rohling 270 ge- schaffen, welcher den ersten Ringabschnitt 180 und den zweiten Ringabschnitt 190 bereits umfasst. Darüber hinaus umfasst der Rohling 270 entsprechende Stegstrukturen 280, aus denen später die Stege 170 herausgearbeitet werden. So zeigt Fig. 2b eine Querschnittsdarstellung durch einen entsprechenden Rohling 270, während Fig. 2c eine Vergrößerung durch den Querschnitt aus Fig. 2b im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 und hier genauer gesagt im Bereich der radialen Anlauffläche 200 zeigt. Fig. 2d zeigt entsprechend eine perspektivische Darstellung des Rohlings 270.
Bei dem Druckwalzen wird mittels mehrerer Druckwalzen kontinuierlich das Ausgangsmaterial, also beispielsweise die Ronde 260 an die Negativform des Druckfutters ange- presst, wobei die Druckwalzen sich entlang der axialen Richtung und entlang der Um- fangsrichtung bewegen. Hierdurch überträgt sich die Form des Druckfutters auf die Innen- seite des Rohlings 270, wie dies insbesondere die Fig. 2d zeigt. Hierdurch wird so die topf- förmige Struktur des Rohlings 270 geschaffen, wobei der Rohling 270 im Bereich des zweiten Ringabschnitts 190 durch einen Bodenbereich 290 verschlossen ist. Auch der Bereich der späteren Fenster 140 ist nach dem Druckwalzen, also nach dem Entformen des Rohlings 270 bzw. nach seinem Bereitstellen mittels Druckwalzens, von einer Material- schicht 300 wenigstens teilweise bedeckt. Bei dem in den Figuren 2b bis 2d gezeigten Rohling 270 sind die Bereiche der späteren Fenster 140 vollständig von der Materialschicht 300 bedeckt bzw. verschlossen.
Durch den Einsatz des Druckwalzens und der entsprechenden Übernahme der Form des Druckfutters an der Innenseite des Rohlings 270 weist dieser also dort die der Negativform des Druckfutters entsprechende Positivform, die unter anderem bereits die tangentialen Anlaufflächen 250 zum späteren Führen der Wälzkörper 110 (nicht gezeigt in Fig. 2b bis 2d) umfasst. Durch ein anschließendes Freisparen der bedeckten Fenster 150, also ein entsprechendes Entfernen der Materialschicht 300, und das Einbringen einer entsprechenden Bohrung 310 wird so aus dem Rohling 270 der Käfig 100 gefertigt. Dies ist in Fig. 2e bis 2g dargestellt, wobei Fig. 2e eine Fig. 2b entsprechende Querschnittsdarstellung durch den fertiggestellten Käfig 100, Fig. 2f eine entsprechende vergrößerte Darstellung im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 bzw. der radialen Anlauffläche 200 und Fig. 2g eine perspektivische Darstellung des Käfigs 100 umfasst, die Fig. 2d entspricht. Die Bohrung 310 sowie das Freisparen der bedeckten Fenster 140 können hierbei beispielsweise mittels eines trennenden Verfahrens, jedoch auch mithilfe eines spanenden Verfahrens erfolgen. So kann die Bohrung 310 und die Freistellung der bedeckten Fenster beispielsweise mittels Laser- Schneidens, mittels Stanzens, mittels Wasserstrahlschneidens, mittels Drehens oder einem ähnlichen Verfahren erfolgen. Das Einbringen der Bohrung 310 und das Freistellen der bedeckten Fenster 140 können hierbei beispielsweise im Rahmen eines Bearbeitungsschritts, jedoch auch im Rahmen unterschiedlicher Herstellungsschritte erfolgen.
Wie bereits erwähnt wurde, kann alternativ zu den genannten trennenden Verfahren auch ein spanendes Verfahren zum Öffnen der Fenster 140 verwendet werden. So kann der auch als Rohteil bezeichnete Rohling 270 beispielsweise derart spanend bearbeitet werden, dass seine Mantelfläche 320 (siehe Figur 2b bis 2d), komplett überdreht wird, wodurch die auch als Taschen bezeichneten Fenster 140 frei werden.
Im Rahmen dieses Lösungsansatzes wird also während des Druckwalzens das Material im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 mit dem größeren der beiden Durchmesser des Käfigs 100 verdickt. Hierdurch kann das Druckwalzen erst realisiert werden. Bei diesem Ver- fahren kann aus der Ronde 260 oder gegebenenfalls auch alternativ aus einem Rohrabschnitt, der Käfigrohling 270 durchgewalzt werden. Dabei wird gleichzeitig mit der Herstellung der Außengeometrie, die Innengeometrie, also insbesondere die tangentialen Anlaufflächen 250 für die Wälzkörper 110 an den Stegen 170, eingebracht. Danach werden die Bohrung 310 und die Aussparungen mittels Lasern, Stanzen oder ähnlicher Verfahren erzeugt. Ebenfalls kann die Geometrie vollständig überdreht werden, wie dies zuvor erläutert wurde, wodurch die Käfigtaschen, also die Fenster 140 ebenfalls frei werden. Ein Prä- gearbeitsgang, im Rahmen dessen die tangentialen Anlaufflächen 250 definiert werden, kann durch diese Prozessführung gegebenenfalls überflüssig gemacht werden. Bei dieser Verfahrensführung ist die Materialstärke am kleineren Durchmesser, also im Bereich des zweiten Ringabschnitts 190 dicker als im Bereich der Mantelfläche 320.
Darüber hinaus kann selbstverständlich auch im Rahmen eines zweiten Lösungsansatzes ein Ziehen bzw. Drucken herangezogen werden, wie dies bereits zuvor kurz erläutert wurde. Auch hierdurch kann ein entsprechender Ansatz oder eine entsprechende radiale Verdi- ckung 210 im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 erzeugt werden, wobei jedoch gegebenenfalls der Arbeitsgang des Prägens zur Definition der tangentialen Anlaufflächen 250 nicht eingespart werden kann. Durch die Verdickung bzw. den entsprechenden Ansatz kann so die Rolle bzw. der Wälzkörper 110 genügend Anlauffläche 220, 230 in axialer Richtung 150 vorfinden, wodurch gegebenenfalls eine erhöhte Standzeit des Käfigs 100 umgesetzt werden kann. Weiterhin kann der Käfig 100 hierdurch beispielsweise am Außenring 130 durch das Bilden der ent- sprechenden radialen Anlauffläche 200 geführt werden, was dazu führt, dass der Käfig nicht unrund im Lager sitzt und nur erschwert deformiert werden kann. Hierdurch können auch Käfige mit einem ungünstigen Materialstärke-Durchmesser- Verhältnis bzw. Blechstärken-Durchmesser-Verhältnis zum Einsatz kommen. Zudem kann sich gegebenenfalls hierdurch der Käfig 100 im Stillstand weniger setzen, wodurch sich bei einem Wiederan- laufen der Rotation die Gefahr des Überrollens der Stege 170 durch die Wälzkörper 110 verringern kann.
Der Einsatz des Druckwalzens kann so eine Reduzierung der Kosten ermöglichen, da der Arbeitsschritt des Prägens gegebenenfalls eingespart werden kann. Hierdurch kann gege- benenfalls die Prozesszeit zur Herstellung eines solchen Käfigs 100 gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel verringert werden. Zudem kann durch den Wegfall eines Werkzeugs es ebenfalls möglich sein, verringerte Werkzeugkosten im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren zu erzielen. Durch das Druckwalzen kommt es also zu einer verdickten Mantelfläche 320 im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 mit dem größeren der beiden Durchmesser. Dadurch erfolgt eine Vergrößerung der axialen Anlaufflächen für die Wälzkörper 110. Ebenfalls kann durch das Vorsehen der radialen Verdickung 210 und die Schaffung der entsprechenden radialen Anlauffläche 200 das Führen des Käfigs 100 am Außenring 130 realisiert werden.
Durch den Einsatz des zylinderförmigen Flächenabschnitts 240 können so notwendige Freiformen zur Entnahme von der Negativform des Druckf tters geschaffen werden. Während im Bereich des zweiten Ringabschnitts 190 bei Ausführungsbeispielen eines Käfigs 100 an einer senkrecht zu der axialen Richtung 150 ausgerichteten Teilfläche häufig noch die größere Ausgangsmaterial- bzw. Ausgangsblechstärke vorliegt, wird aufgrund des
Druckwalzens im Bereich der Mantelfläche 320 eine typischerweise geringere Mantelflä- chenmaterialstärke bzw. Mantelflächenblechstärke hervorgebracht. Fig. 3 zeigt eine Fig. 1 vergleichbare Darstellung eines weiteren Käfigs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem jedoch zur Vereinfachung der Darstellung die axiale Richtung 150 und die radiale Richtung 160 nicht eingezeichnet sind. Bei der Darstellung der Fig. 3 ist jedoch wiederum der Außenlagerring mit seiner Lauffläche 120 und ein kegel- stumpfförmiger Wälzkörper schematisch eingezeichnet. Der Käfig 100 aus Fig. 3 unterscheidet sich hierbei von dem in Fig. 1 gezeigten im Wesentlichen dadurch, dass anstelle der radialen Fertigung 210, die beispielsweise durch das Druckwalzen hervorgerufen werden kann, eine Ausstellung 330 verwendet wird, über die eine entsprechende radial nach außen versetzte Struktur erzeugt wird, an deren äußerem radialem Ende wiederum die ra- diale Anlauffläche 200 gebildet wird, über die der Käfig 100 sich erneut an der Lauffläche 120 des Außenlagerrings 130 abstützen kann. Die vorangegangen Erörterungen im Hinblick auf die Material- bzw. Blechstärken können daher gegebenenfalls bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nicht umgesetzt sein. So handelt es sich bei dem in Fig. 3 gezeigten Käfig 100 beispielsweise um einen solchen, der auch mithilfe eines Ziehens oder Druckens, also beispielsweise mithilfe eines Tiefziehens erzeugt werden kann. Ein entsprechender Rohling 270 kann dann gegebenenfalls im Rahmen eines ersten Teilschritts ohne die entsprechenden Stegstrukturen 280 hergestellt werden. Diese können dann im Rahmen eines Prägeschritts oder mithilfe anderer Ferti- gungstechniken in den Rohling 270 eingebracht werden, bevor die Bohrung 310 und die Fenster 140 freigestellt werden.
Zur Verdeutlichung der Struktur zeigt Fig. 4a eine Fig. 2e vergleichbare Darstellung des in Fig. 3 gezeigten Käfigs 100. Entsprechend zeigt Fig. 4b eine Fig. 2f entsprechende vergrö- ßerte Darstellung des ersten Ringabschnitts mit der radialen Anlauffläche 200.
Fig. 5 zeigt eine Fig. 1 und 3 entsprechende Darstellung eines Käfigs 100', bei der jedoch der Wälzkörper 110 sowie der Außenlagerring 130 mit der Lauffläche 120 nicht eingezeichnet sind. Bei dem Käfig 100' aus Fig. 5, der in einer Fig. 2e und 4a entsprechenden Querschnittsdarstellung auch in Fig. 6a und in einer Fig. 2f und 4b entsprechenden Darstellung in Fig. 6b dargestellt ist, handelt es sich um einen Käfig, der keine radiale Anlauffläche 200 im Bereich des ersten Ringabschnitts 180 aufweist. Eine entsprechende Fläche 340 ist hierbei unter Berücksichtigung des Neigungswinkels des Käfigs 100' fluchtend zu einer weiteren Fläche 350 des zweiten Ringabschnitts 190 ausgebildet. Entsprechend kann die Fläche 340 des ersten Ringabschnitts 180 während des Betriebs nicht zur radialen Abstüt- zung des Käfigs dienen. Es handelt sich somit gerade nicht um eine radiale Anlauffläche 200, wie diese die zuvor beschriebenen Käfige 100 aufgewiesen haben. Unabhängig davon kann der Käfig 100', wie er in den Fig. 5, 6a und 6b gezeigt ist, jedoch ebenso mithilfe des Druckwalzens hergestellt werden. Auch bei diesem kann so - trotz des Fehlens der radialen Anlauffläche 200 - der Schritt des Prägens der Stegstrukturen 280 (nicht gezeigt in Fig. 5, 6a und 6b) und der entsprechenden tangentialen Anlaufflächen 250 eingespart werden. Diese können wiederum im Rahmen des Druckwalzens, also beim Be- reitstellen des topfförmigen Rohlings 270 (nicht gezeigt in Fig. 5, 6a und 6b) zeitgleich bzw. gleichzeitig mit diesem geschaffen werden. Auch hierdurch kann also bei einem solchen Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Käfigs 100' die Herstellung insgesamt vereinfacht werden. Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines Käfigs 100 für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von ke- gelstumpfförmigen Wälzkörpern 110. Dieses umfasst in einem Schritt Sl 10 ein Bereitstellen des topfförmigen Rohlings 270 mit einem sich um die axiale Richtung 150 über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt 180, einem zu dem ersten Ringabschnitt 180 entlang der axialen Richtung 150 versetzten und sich um die axiale Richtung 150 über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt 190 und eine Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt 180, 190 verbindenden Stegstrukturen 280. Hierbei ist zwischen zwei entlang der Umfangsrichtung des Rohlings 270 benachbarten Stegstrukturen 280 ein wenigstens teilweise von der Materialschicht 300 bedecktes Fenster 140 angeordnet. Der erste Ringabschnitt 180 weist hierbei die zuvor beschriebene radiale Anlauffläche 200 auf, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig an der Lauffläche 120 des Außenrings 130 oder eines entsprechenden Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen. Im Rahmen eines Schritts S120 werden nun die bedeckten Fenster 140 freigespart, also derart geöffnet, sodass aus den Stegstrukturen 280 die zuvor beschriebenen Stege 170 entstehen. Diese begrenzen die Fenster 140 entlang der Umfangsrichtung, wobei zwischen diesen jeweils ein Wälzkörper so anordenbar ist, dass dieser mit den Laufbahnen bzw. Laufflächen 120 des Innen- und des Außenrings des betreffenden Kegelrollenlagers in Kontakt stehen kann.
Wie bereits zuvor erläutert wurde, können im Rahmen des Schritts Sl 10 an den Stegstruk- turen 280 auch die tangentialen Anlaufflächen 250 zeitgleich mit diesem gebildet werden, wobei die tangentialen Anlaufflächen 250 gerade derart ausgebildet und angeordnet sind, um nach dem Freisparen der bedeckten Fenster 140 die Wälzkörper 110 entlang der Um- fangsrichtung zu führen. Das Bereitstellen in dem Schritt Sl 10 kann hierbei optional über ein Kaltverformen des Ausgangsmaterials, also beispielsweise durch ein Drucken, ein Zie- hen oder ein Druckwalzen erfolgen. Wird so die Option des Druckwalzens gewählt, können die Stegstrukturen 280 und die tangentialen Anlaufflächen 250 sowie auch die Topfform des Rohlings 270 mit der ersten und der zweiten Ringstruktur 180, 190 im Wesentliche zeitgleich gebildet werden. Das Freisparen kann, wie zuvor erläutert wurde, über ein trennendes oder spanendes Verfahren, also beispielsweise über ein Laserschneiden, ein Wasserstrahlschneiden, ein Stanzen oder auch ein Drehen erfolgen.
Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines Käfigs 100, 100' für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern 110. Auch dieses umfasst ein Bereitstellen eines topfförmigen Rohlings 270 mittels Druckwalzens mit einem sich um die axiale Richtung 150 über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt, dem zu dem ersten Ringabschnitt 180 entlang der axialen Richtung 150 versetzten und sich um die axiale Richtung 150 über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt 190 und einer Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt 180, 190 miteinander verbindenden Stegstrukturen 280. Zwischen zwei entlang der Umfangs- richtung des Rohlings 270 benachbarten Stegstrukturen 280 ist hierbei jeweils ein wenigstens teilweise von der Materialschicht 300 bedecktes Fenster 140 angeordnet, wobei an den Stegstrukturen 280 auch die tangentialen Anlaufflächen 250 gebildet werden, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um nach dem Freisparen der bedeckten Fenster die Wälzkörper 1 10 entlang der Umfangsrichtung zu führen.
In einem Schritt S220 werden dann die bedeckten Fenster freigespart, um diese derart zu öffnen, dass aus den Stegstrukturen die Stege 170 entstehen, die die Fenster 140 entlang der Umfangsrichtung begrenzen und zwischen denen jeweils ein Wälzkörper 110 so anordenbar ist, dass dieser mit den Laufbahnen 120 des Innen- und des Außenrings des Kegelrollenlagers in Kontakt stehen kann und an den zuvor gebildeten tangentialen Anlaufflächen 250 geführt wird.
Der Einsatz eines Ausführungsbeispiels kann es ermöglichen, eine zuverlässigere und/oder einfachere Einstellung der Radialluft des Kegelrollenlagers zu ermöglichen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Käfig für ein Kegelrollenlager und Verfahren zum Herstellen eines Käfigs für ein
Kegelrollenlager
Käfig (100, 100') für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegel- stumpfförmigen Wälzkörpern (110), mit folgenden Merkmalen: einem sich um eine axiale Richtung (150) über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt (180); einem zu dem ersten Ringabschnitt (180) entlang der axialen Richtung (150) versetzten und sich um die axiale Richtung (150) über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt (190); und einer Mehrzahl von den ersten (180) und den zweiten Ringabschnitt (190) verbindenden Stegen (170), wobei der erste Ringabschnitt (180) eine radiale Anlauffläche (200) aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig (100, 100') an einer Lauffläche (120) eines Außen- (130) oder eines Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen.
Käfig (100, 100') nach Anspruch 1, der einstückig und/oder nahtlos und/oder aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist.
Käfig (100, 100') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Ringabschnitt (180) einen größeren Außendurchmesser als der zweite Ringabschnitt (190) aufweist, und bei dem die radiale Anlauffläche (200) ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig (100, 100') an der Lauffläche (120) des Außenrings (130) des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu führen.
4. Käfig (100, 100') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der genau eine radiale Anlauffläche (200) aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig (200) an einer Lauffläche (120) des Außen- (130) oder des Innenrings des Kegelrollenlagers zu führen.
5. Käfig (100, 100') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeweils der erste (180) und der zweite Ringabschnitt (190) für die Wälzkörper (110) der Mehrzahl von Wälzkörpern (110) jeweils eine axiale Anlauffläche (220, 230) aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um die Wälzkörper (110) wenigstens teilweise axial in dem Käfig (100, 100') zu führen, wobei der erste Ringabschnitt (180) einen größeren Außendurchmesser als der zweite Ringabschnitt (190) aufweist, und wobei die axialen Anlaufflächen (220) des ersten Ringabschnitts (180) eine radiale Erstreckung aufweisen, die wenigstens einer radialen Erstreckung der axialen Anlaufflächen (230) des zweiten Ringabschnitts (190) entsprechen.
6. Käfig (100, 100') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Ringabschnitt (180) einen größeren Außendurchmesser als der zweite Ringabschnitt (190) aufweist, und der Käfig (100, 100') an einem dem ersten Ringabschnitt (180) zugewandten Ende einen bezogen auf die radiale Anlauffläche (200) radial innenliegenden zylinderförmigen Flächenabschnitt (240) aufweist.
7. Verfahren zum Herstellen eines Käfigs (100, 100') für ein Kegelrollenlager zum
Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern (110), umfassend:
Bereitstellen (Sl 10) eines topfförmigen Rohlings (270) mit einem sich um eine axiale Richtung (150) über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt (180), einem zu dem ersten Ringabschnitt (180) entlang der axialen Richtung versetzten und sich um die axiale Richtung über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt (190) und einer Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt verbindenden Stegstrukturen (280), wobei zwischen zwei entlang einer Umfangsrichtung des Rohlings (270) benachbarte Stegstrukturen (280) ein wenigstens teilweise von einer Materialschicht (300) bedecktes Fenster (140) angeordnet ist, und wobei der erste Ringabschnitt (180) eine radiale Anlauffläche (200) aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, um den Käfig (100, 100') an einer Lauffläche (120) eines Außen- (130) oder eines Innenrings des Kegelrollenlagers wenigstens teilweise radial zu fuhren; und
Freisparen (S120) der bedeckten Fenster (140), um die Fenster derart zu öffnen, dass aus den Stegstrukturen (280) Stege (170) entstehen, die die Fenster (140) entlang der Umfangsrichtung begrenzen und zwischen denen ein Wälzkörper (110) so anorden- bar ist, dass dieser mit den Laufbahnen (120) des Innen- und des Außenrings (130) des Kegelrollenlager in Kontakt stehen kann.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem während des Bereitstellens (Sl 10) der ersten (180) und der zweiten Ringstrukturen (190) an den Stegstrukturen (280) auch tangentiale Anlaufflächen (250) gebildet werden, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um nach dem Freisparen (S120) der bedeckten Fenster (140) die Wälzkörper (110) entlang der Umfangsrichtung zu führen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem das Bereitstellen des Rohlings (270) ein Kaltverformen eines Ausgangsmaterials, beispielsweise ein Drücken, ein Ziehen oder ein Drückwalzen, umfasst.
10. Verfahren zum Herstellen eines Käfigs (100') für ein Kegelrollenlager zum Führen einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern (110), umfassend:
Bereitstellen (S210) eines topfförmigen Rohlings (270) mittels Drückwalzens mit einem sich um eine axiale Richtung (150) über 360° erstreckenden ersten Ringabschnitt (180), einem zu dem ersten Ringabschnitt entlang der axialen Richtung versetzten und sich um die axiale Richtung über 360° erstreckenden zweiten Ringabschnitt (190) und einer Mehrzahl von den ersten und den zweiten Ringabschnitt verbindenden Stegstrukturen (280), wobei zwischen zwei entlang einer Umfangsrichtung des Rohlings (270) benachbarte Stegstrukturen (270) ein wenigstens teilweise von einer Materialschicht (300) bedecktes Fenster (140) angeordnet ist, und wobei an den Stegstrukturen (270) auch tangentiale Anlaufflächen (250) gebildet werden, die derart ausgebildet und angeordnet sind, um nach einem Freisparen (S220) der bedeckten Fenster (140) die Wälzkörper (110) entlang der Umfangsrichtung zu führen; und
Freisparen (S220) der bedeckten Fenster (140), um die Fenster derart zu öffnen, dass aus den Stegstrukturen (280) Stege (170) entstehen, die die Fenster (140) entlang der Umfangsrichtung begrenzen und zwischen denen ein Wälzkörper (110) so anorden- bar sind, dass dieser mit den Laufbahnen (120) des Innen- und des Außenrings (130) des Kegelrollenlagers in Kontakt stehen kann und an den zuvor gebildeten tangentialen Anlaufflächen (250) geführt wird.
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