DE102005005567B3

DE102005005567B3 - Process to manufacture a strip metal cage for a roller bearing by differential bending of peaks and troughs

Info

Publication number: DE102005005567B3
Application number: DE200510005567
Authority: DE
Inventors: Berthold Beyfuss; Manfred Brandenstein; Hubert Herbst; Peter Horling
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-08

Abstract

In a process to manufacture a cage for a roller bearing a strip of sheet metal (6) is shaped into a cage with a wave-shaped profile of peaks, and troughs for roller bearings. Prior to bending into the ultimate wave shaped profile, sections which subsequently form the troughs (7) are shaped into detents (2), while those sections which subsequently form the peaks retain a form that deviates from the final peak form of the finished cage. Prior to final formation of the detents (2) in the peak zones, the peak zones (8) are also bent to a pre-determined curvature that is opposite to that of the troughs (7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Wälzlager.The The invention relates to a method for producing a cage for a roller bearing.

Käfige für Wälzlager sind in vielfältigen Ausführungen bekannt, die auf unterschiedlichste Weise hergestellt werden können. Beispielsweise können Blechkäfige aus einem Blechring hergestellt werden, in den Ausnehmungen zur Aufnahme der Wälzkörper gestanzt werden. Allerdings sind die Stanzoperationen am Blechring mit einem gewissen Aufwand verbunden. Wesentlich einfacher ist es, die Stanzoperationen für die Ausnehmungen an einem Blechstreifen durchzuführen, der anschließend in eine zylindrische Form gebogen wird.Cages for rolling bearings are in diverse versions known, which can be produced in many different ways. For example can make sheet metal cages a sheet metal ring are produced in the recesses for receiving the rolling elements punched become. However, the punching operations on the metal ring with a associated with certain effort. Much easier is the punching operations for the To perform recesses on a metal strip, which then in a cylindrical shape is bent.

Eine derartige Vorgehensweise ist in der GB 577 194 für die Herstellung eines Kugelkäfigs offenbart. Bei dem dort beschriebenen Verfahren werden in einem ersten Blechstreifen Ausnehmungen ausgebildet, die jeweils von je zwei gegenüberliegenden Laschen eingerahmt sind. Die Laschen weisen eine Krümmung auf, die der Oberfläche der vorgesehenen Kugeln nachempfunden ist. Dabei nähern sich die freien Enden der Laschen jeweils soweit an, dass die Kugeln den verbleibenden Zwischenraum nicht passieren können. In entsprechender Weise wird ein zweiter Blechstreifen bearbeitet, wobei die Abstände zwischen benachbarten Ausnehmungen etwas größer bemessen werden. Die beiden Blechstreifen werden bezüglich der Laschen in entgegengesetzte Richtungen jeweils in die Form eines halben Zylinders gebogen, so dass sich die Ausnehmungen der beiden Halbzylinder paarweise decken und die Laschen voneinander weg orientiert sind. In jeweils einer Ausnehmung eines jeden Paares wird vor dem Zusammenfügen der beiden Halbzylinder eine Kugel angeordnet, die nach dem Zusammenfügen der Halbzylinder durch die Laschen in Position gehalten wird.Such an approach is in the GB 577 194 disclosed for the manufacture of a ball cage. In the method described therein recesses are formed in a first sheet metal strip, which are each framed by two opposite tabs. The tabs have a curvature that is modeled on the surface of the intended balls. In this case, the free ends of the tabs each approach so far that the balls can not pass the remaining gap. In a corresponding manner, a second sheet metal strip is processed, wherein the distances between adjacent recesses are sized slightly larger. The two metal strips are bent with respect to the tabs in opposite directions in each case in the form of a half cylinder, so that the recesses of the two half-cylinders cover in pairs and the tabs are oriented away from each other. In each case a recess of each pair, a ball is arranged before the joining of the two half-cylinders, which is held by the tabs after the assembly of the tabs in position.

Die Herstellung sehr präzise gearbeiteter Käfige aus Blechstreifen ist allerdings schwierig, da durch das Biegen der Blechstreifen die Ausnehmungen geringfügig verformt werden und somit keine präzise Führung der Kugeln mehr gewährleistet ist.The Production very precise worked cages made of metal strips is difficult, however, because of the bending the metal strip the recesses are slightly deformed and thus no precise guide the balls more guaranteed is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem vertretbaren Aufwand einen präzise ausgebildeten Käfig für ein Wälzlager herzustellen.Of the Invention is the object of a reasonable effort a precise one trained cage for a roller bearing manufacture.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a method with the feature combination of Claim 1 solved.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Wälzlager wird ein streifenförmiges Blechteil in den im Querschnitt kreisförmigen Käfig umgeformt und es werden Aufnahmetaschen zur Aufnahme von Wälzkörpern ausgebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Blechteil vor der vollständigen Ausbildung der Aufnahmetaschen so umgeformt wird, dass es in ersten Bereichen, in denen die Aufnahmetaschen ausgebildet werden, die Krümmung des fertigen Käfigs aufweist und in zweiten Bereichen, die zwischen den ersten Bereichen angeordnet sind, eine vom fertigen Käfig abweichende Form aufweist.At the inventive method for making a cage for a roller bearing becomes a strip-shaped Sheet metal part formed in the circular cross-section cage and it will be Receiving pockets designed to accommodate rolling elements. The inventive method is characterized by the fact that the sheet metal part before complete training the receiving pockets are reshaped so that in the first areas, in which the receiving pockets are formed, the curvature of the finished cage and in second areas, between the first areas are arranged, having a different shape from the finished cage.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass mit relativ geringem Aufwand Käfige hergestellt werden können, die insbesondere im Bereich der Aufnahmetaschen sehr präzise ausgebildet sind. Derart hergestellte Käfige sind für hohe Wälzkörper-Drehzahlen geeignet und besitzen eine lange Lebensdauer.The inventive method has the advantage of producing cages with relatively little effort can be which are formed very precisely, in particular in the area of the receiving pockets. Cages made in this way are for high rolling element speeds suitable and have a long life.

Das Blechteil kann vor der vollständigen Ausbildung der Aufnahmetaschen in den zweiten Bereichen ebenfalls mit einer Krümmung versehen werden. Insbesondere kann die Krümmung des Blechteils in den zweiten Bereichen jeweils entgegengesetzt zur Krümmung in den ersten Bereichen ausgebildet werden. Dies hat den Vorteil, dass das Blechteil bei der Ausbildung der Aufnahmetaschen eine lang gestreckte Form aufweist und die ersten Bereiche zur Ausbildung der Aufnahmetaschen mit Werkzeugen gut zugänglich sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Blechteil vor der vollständigen Ausbildung der Aufnahmetaschen so umgeformt wird, dass es eine Wellenform aufweist.The Sheet metal part can complete the training the receiving pockets in the second areas also with a curvature be provided. In particular, the curvature of the sheet metal part in the second areas respectively opposite to the curvature in the first areas be formed. This has the advantage that the sheet metal part at the formation of the receiving pockets has an elongated shape and the first areas for forming the receiving pockets with tools well accessible are. It is particularly advantageous if the sheet metal part before the complete training of Receiving pockets is reshaped so that it has a waveform.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass das Blechteil innerhalb der zweiten Bereiche geschwächt wird. Dadurch wird die Umformung der zweiten Bereiche des Blechteils nach Ausbildung der Aufnahmetaschen erleichtert und es wird vermieden, dass diese Umformung zu einer unerwünschten Verformung der ersten Bereiche führt.in the Framework of the method according to the invention is further provided that the sheet metal part within the second Weakened areas becomes. As a result, the deformation of the second regions of the sheet metal part is facilitated after formation of the receiving pockets and it is avoided that this deformation to an undesirable deformation of the first areas leads.

Zur Herstellung der Aufnahmetaschen werden vorzugsweise jeweils eine Ausnehmung und ein die Ausnehmung wenigstens bereichsweise umgebender Kragen ausgebildet. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn für einen Kontakt mit den Wälzkörpern vorgesehene Flächen der Aufnahmetaschen kalibriert werden. Bei einer derartigen Ausführung der Aufnahmetaschen ist eine gute Führung der Wälzkörper gewährleistet und es wird die Ausbildung eines Schmierfilms zwischen den Wälzkörpern und den Aufnahmetaschen begünstigt.to Preparation of the receiving pockets are preferably each one Recess and the recess at least partially surrounding Collar formed. Furthermore, it is advantageous if for a Contact with the rolling elements provided surfaces the receiving pockets are calibrated. In such an embodiment of Pickup bags is a good guide ensures the rolling elements and it is the formation of a lubricating film between the rolling elements and the receiving pockets favors.

Die Aufnahmetaschen werden beispielsweise zur Aufnahme von Kugeln ausgebildet. Insbesondere werden mehrere Reihen von Aufnahmetaschen ausgebildet.The receiving pockets are formed, for example, for receiving balls. Insbeson dere several rows of receiving pockets are formed.

Zur Ausbildung des Käfigs werden die Enden des Blechteils bevorzugt durch eine Clinch-Operation miteinander verbunden. Eine derartige Verbindung lässt sich schnell und kostengünstig ausführen und hat keine thermische Belastung des Käfigs zur Folge. Ein weiterer Vorteil der Clinch-Operation besteht darin, dass der Käfig unmittelbar danach voll belastbar ist und auf Dauer hohen Belastungen stand hält.to Training of the cage For example, the ends of the sheet metal part are preferably clinched together connected. Such a connection can be performed quickly and inexpensively and has no thermal load on the cage result. Another advantage of the clinch operation is that the cage immediately afterwards is fully loadable and in the long run high loads stops.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere Käfige für Linearwälzlager hergestellt werden.With the method according to the invention can especially cages for linear bearings getting produced.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Käfigs für ein Wälzlager in Schnittdarstellung, 1 An embodiment of a cage according to the invention for a rolling bearing in a sectional view,

2 ein Ausführungsbeispiel eines im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bearbeiteten Blechstreifens in Schnittdarstellung und 2 an embodiment of a machined in the context of the inventive method sheet metal strip in a sectional view and

3 den Blechstreifen aus 2 in Aufsicht. 3 the sheet metal strip 2 in supervision.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Käfigs 1 für ein Wälzlager in Schnittdarstellung. Der dargestellte Käfig 1 kann insbesondere bei Linearlagern eingesetzt werden und ist zylinderförmig ausgebildet. Der Käfig 1 weist drei Reihen von Aufnahmetaschen 2 auf, die äquidistant über seinen Umfang verteilt sind und sich jeweils in Axialrichtung des Käfigs 1 erstrecken. Jede Aufnahmetasche 2 wird durch Ausnehmung 3 und einen Kragen 4 gebildet. Der Kragen 4 umgibt die Ausnehmung 3 und erstreckt sich nach außen. In jeder Aufnahmetasche 2 ist eine Kugel 5 angeordnet, wobei aus Darstellungsgründen die Kugel 5 aus einer der Aufnahmetaschen 2 entfernt wurde. Der Kragen 4 verjüngt sich radial nach außen und sichert dadurch die Kugeln 5 in dieser Richtung. In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Kragen 4 so geformt, dass er die Kugeln 5 zusätzlich radial nach innen sichert. 1 shows an embodiment of a cage according to the invention 1 for a rolling bearing in a sectional view. The illustrated cage 1 can be used in particular for linear bearings and is cylindrical. The cage 1 has three rows of receiving pockets 2 on, which are distributed equidistant over its circumference and in each case in the axial direction of the cage 1 extend. Every pickup bag 2 is through recess 3 and a collar 4 educated. The collar 4 surrounds the recess 3 and extends to the outside. In every storage bag 2 is a ball 5 arranged, for illustrative purposes, the ball 5 from one of the receiving pockets 2 was removed. The collar 4 tapers radially outward, thereby securing the balls 5 in this direction. In a further development of the invention, the collar 4 shaped so that he has the balls 5 additionally secures radially inward.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Käfigs 1 wird im Folgenden anhand der 2 und 3 näher erläutert.The inventive method for producing the cage 1 will be described below on the basis of 2 and 3 explained in more detail.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bearbeiteten Blechstreifens 6 in Schnittdarstellung. Eine zugehörige Aufsicht auf den Blechstreifen 6 ist in 3 dargestellt. Zur Herstellung des Käfigs 1 wird der Blechstreifen 6 auf ein durch den Umfang des Käfigs 1 vorgegebenes Maß abgelängt. Anschließend wird der ursprünglich eben ausgebildete Blechstreifen 6 in die in 3 dargestellte Wellenform gebracht, in der sich Wellentäler 7 und Wellenberge 8 abwechseln. Die ursprünglichen Konturen des Blechstreifens 6 sind in 2 ebenfalls eingezeichnet. Der Krümmungsradius des Blechstreifens 6 im Bereich der Wellentäler 7 entspricht dabei dem Radius des, Käfigs 1. Im Bereich der Wellenberge 8 weist der Blechstreifen 6 beim dargestellten Ausführungsbeispiel den gleichen Krümmungsradius wie im Bereich der Wellentäler 7 auf. 2 shows an embodiment of a machined in the context of the inventive method sheet metal strip 6 in section. An associated supervision on the sheet metal strip 6 is in 3 shown. For the production of the cage 1 becomes the metal strip 6 on one by the circumference of the cage 1 specified measure cut to length. Subsequently, the originally formed sheet metal strip 6 in the in 3 shown waveform brought in the troughs 7 and wave mountains 8th alternate. The original contours of the tin strip 6 are in 2 also marked. The radius of curvature of the sheet metal strip 6 in the area of troughs 7 corresponds to the radius of the cage 1 , In the area of the wave mountains 8th has the metal strip 6 in the illustrated embodiment, the same radius of curvature as in the troughs 7 on.

Als nächster Bearbeitungsschritt werden im Bereich der Wellentäler 7 Stanzoperationen zur Ausbildung der Ausnehmungen 3 ausgeführt und im Bereich der freien Enden des Blechstreifens 6 für eine spätere Verclinchung Clinchelemente 9 und zugehörige Gegenstücke 10 ausgestanzt. Außerdem werden im Bereich der Wellenberge 8 rechteckige Fenster 11 ausgestanzt, deren Längserstreckung jeweils parallel zu den Reihen der Ausnehmungen 3 verläuft. Mittels eines Durchhalsprozesses wird jede Ausnehmung 3 mit einem Kragen 4 umgeben. Zur Fertigstellung der Aufnahmetaschen 2 wird die Innenseite jedes Kragens 4 inklusive der Wandung der zugehörigen Ausnehmung 3 durch einen Prägevorgang kalibriert, so dass sich eine genau definierte Anlauffläche für die Kugel 5 ergibt.The next processing step will be in the area of wave troughs 7 Punching operations for the formation of the recesses 3 executed and in the region of the free ends of the metal strip 6 for a later occlusion clinching elements 9 and associated counterparts 10 punched out. In addition, in the area of wave crests 8th rectangular windows 11 punched out, the longitudinal extent of each parallel to the rows of recesses 3 runs. By means of a Durchhalsprozesses each recess 3 with a collar 4 surround. To complete the receiving pockets 2 becomes the inside of each collar 4 including the wall of the associated recess 3 calibrated by a stamping process, so that a well-defined contact surface for the ball 5 results.

Danach wird der Blechstreifen 6 durch Umformen der Wellenberge 8 in eine zylindrische Form gebracht. Die Umformoperation wird durch die Fenster 11 erleichtert, durch die der Blechstreifen 6 geschwächt wird. Die Wellentäler 7 oder zumindest die Umgebungen der Aufnahmetaschen 2 sind von der Umformoperation ausgenommen. Infolge der Schwächung des Blechstreifens 6 durch die Fenster 11 ist der Einfluss der Umformung der Wellenberge 8 auf die Form der Wellentäler 7 sehr gering. Dementsprechend bleiben auch die Anlaufflächen der Aufnahmetaschen 2 mit hoher Präzision erhalten. Es ist daher im Rahmen der Erfindung von großer Bedeutung, dass nach der Ausbildung der Aufnahmetaschen 2 zumindest in deren unmittelbarer Umgebung keine Materialumformung mehr durchgeführt wird.After that, the sheet metal strip 6 by reshaping the wave crests 8th brought into a cylindrical shape. The forming operation is through the windows 11 facilitated by the metal strip 6 is weakened. The troughs 7 or at least the surroundings of the receiving pockets 2 are excluded from the forming operation. As a result of the weakening of the metal strip 6 through the windows 11 is the influence of the transformation of the wave crests 8th on the shape of the troughs 7 very low. Accordingly, the contact surfaces of the receiving pockets remain 2 obtained with high precision. It is therefore within the scope of the invention of great importance that after the formation of the receiving pockets 2 At least in their immediate environment no material transformation is performed.

Im Rahmen der Umformung des Blechstreifens 6 werden die freien Enden, an denen die Clinchelemente 9 und die Gegenstücke 10 ausgebildet sind, einander angenähert und durch Zusammenfügen der Clinchelemente 9 und der Gegenstücke 10 miteinander verbunden. Prinzipiell ist es auch möglich, die freien Enden des Blechstreifens 6 auf andere Weise miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben usw.As part of the forming of the metal strip 6 be the free ends on which the clinching elements 9 and the counterparts 10 are formed, approximated and by joining the clinching elements 9 and the counterparts 10 connected with each other. In principle, it is also possible, the free ends of the metal strip 6 connect in another way, for example by welding, soldering, gluing, etc.

11: KäfigCage
22: Aufnahmetaschereceiving pocket
33: Ausnehmungrecess
44: Kragencollar
55: KugelBullet
66: Blechstreifenmetal strip
77: Wellentaltrough
88th: WellenbergWellenberg
99: Clinchelementclinch element
1010: Gegenstückcounterpart
1111: Fensterwindow

Claims

Method for producing a cage ( 1 ) for a rolling bearing, wherein a strip-shaped sheet metal part ( 6 ) in the circular cross-section cage ( 1 ) and receiving pockets ( 2 ) for receiving rolling elements ( 5 ) are formed, characterized in that the sheet metal part ( 6 ) before the complete formation of the receiving pockets ( 2 ) is reshaped so that in the first areas ( 7 ), in which the receiving pockets ( 2 ), the curvature of the finished cage ( 1 ) and in second areas ( 8th ) between the first areas ( 7 ), one of the finished cage ( 1 ) has a different shape.

Method according to claim 1, characterized in that the sheet metal part ( 6 ) before the complete formation of the receiving pockets ( 2 ) in the second areas ( 8th ) is also provided with a curvature.

A method according to claim 2, characterized in that the curvature of the sheet metal part ( 6 ) in the second areas ( 8th ) in each case opposite to the curvature in the first regions ( 7 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal part ( 6 ) before the complete formation of the receiving pockets ( 2 ) is reshaped to have a waveform.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal part ( 6 ) within the second areas ( 8th ) is weakened.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the production of the receiving pockets ( 2 ) each have a recess ( 3 ) and a recess ( 3 ) at least partially surrounding collar ( 4 ) be formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for contact with the rolling elements ( 5 ) provided surfaces of the receiving pockets ( 2 ) are calibrated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving pockets ( 2 ) are formed for receiving balls.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of rows of receiving pockets ( 2 ) be formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ends of the sheet metal part ( 6 ) are connected to each other in particular by a clinch operation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cage ( 1 ) is designed for installation in a linear roller bearing.