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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A ROLLING BEARING CAGE FROM A SLEEVE-LIKE BLANK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/280454
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for producing an angular contact bearing cage from a sleeve-like blank (1, 1'). In order to considerably reduce the manufacturing costs compared with the known solutions even for small series, the method according to the invention comprises the following steps: - Step A: providing a sleeve-like blank (1, 1') extending along an axis (A). - Step B: rolling a wall portion (1c) to be formed of the blank (1, 1'), changing the angle (α) of the wall portion (1c) to be formed relative to the axis (A) of the blank (1, 1'). - Step C: introducing rolling element pockets into the rolled wall portion (1c). Furthermore, the present invention provides a corresponding device and a correspondingly produced rolling bearing cage or angular contact bearing cage.

Inventors:
HAHN DENNIS (DE)
SORRENTINO GIOVANNI (DE)
SCHWAHLEN CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/062399
Publication Date:
January 12, 2023
Filing Date:
May 09, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HSP SCHWAHLEN GMBH (DE)
International Classes:
B21D22/18; B21B19/14; B21D53/12; B21H1/02; F16C33/54
Foreign References:
GB153867A1921-09-08
US3783665A1974-01-08
DE19807160A11999-08-26
GB1144179A1969-03-05
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs, insbesondere Schräglagerkäfigs, aus einem hülsenförmigen Rohling (1, 1'), umfassend die Schritte: a. Schritt A: Bereitstellen eines sich entlang einer Achse (A) erstreckenden, hülsenförmi gen Rohlings (1, 1'). b. Schritt B: Walzen eines umzuformenden Wandabschnitts (lc) des Rohlings (1, 1') unter Veränderung des Winkels (a) des umzuformenden Wandabschnitts (lc) zur Achse (A) des Rohlings (1, 1'). c. Schritt C: Einbringen von Wälzkörperaufnahmen in den gewalzten Wandabschnitt (lc).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt A wenigstens einen der fol genden Teilschritte umfasst, wobei die Teilschritte vorzugsweise in der angegebenen Reihen folge ausgeführt werden: a. Teilschritt A-l: Herstellen des Rohlings (1) aus Metall, vorzugsweise in Form eines Zy linders, bevorzugt durch Drehen des Rohlings (1) aus einem Rohmaterial oder durch Rundbiegen und Verschweißen eines Blechstreifens. b. Teilschritt A-2: Einspannen des Rohlings (1) in einer Spannvorrichtung (Sl, S2), vor zugsweise in axialer Richtung, bevorzugt zwischen zwei Spannwerkzeugen (Sl, S2) oder -werkzeugteilen, bevorzugt zwischen einem Niederhalter (Sl) und einem radial gegen den Innenumfang des Rohlings (1) gespannten Spreizfutter (S2). c. Teilschritt A-3: Anordnen des hülsenförmigen Rohlings (1), sodass eine Achse (A) des Rohlings (1) exakt oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. d. Teilschritt A-4: Drehen des Rohlings (1) um seine Achse (A), vorzugsweise bei vertikaler Ausrichtung der Achse (A), bevorzugt mittels der Spannvorrichtung (Sl, S2) gemäß Teilschritt A-2. e. Teilschritt A-5: Umformen des Rohlings (1) zur Erzeugung eines radial vorspringenden Bundes (ld), vorzugsweise an einem axialen Ende des Rohlings (1), bevorzugt am obe ren oder unteren Rand (la, lb) des Rohlings (1), besonders bevorzugt durch Bördeln des Randes (la, lb) nach innen, ganz besonders bevorzugt während der Rohling (1) um seine Achse (A) gedreht wird. f. Teilschritt A-6: Lösen des Rohlings (1, 1') aus der Spannvorrichtung (Sl, S2) gemäß Teilschritt A-2. g. Teilschritt A-7: Anordnen des Rohlings (1, 1'), sodass eine Achse (A) des Rohlings (1, 1') exakt oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, bevorzugt derart, dass sich der in Teilschritt A-5 erzeugte Bund (ld) am oberen Ende des Rohlings (1, 1') befindet. h. Teilschritt A-8: Einspannen des Rohlings (1, 1') in einer Spannvorrichtung (Sl, S2), vor zugsweise in der Spannvorrichtung (Sl, S2) gemäß Teilschritt A-2 und/oder in anderer Anordnung als in Teilschritt A-2, bevorzugt in axialer Richtung, besonders bevorzugt zwischen zwei Spannwerkzeugen (Sl, S2) oder -werkzeugteilen, ganz besonders be vorzugt durch Klemmung des in Teilschritt A-5 erzeugten Bundes (ld) zwischen einem Niederhalter (Sl) und einem Gegenhalter (S2), wie z.B. dem Spreizfutter (S2) gemäß Teilschritt A-2, wobei das Spreizfutter (S2) vorzugsweise zusätzlich radial gegen den Innenumfang des Rohlings (1) gespannt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt B wenigstens einen der folgenden Teilschritte umfasst, wobei die Teilschritte vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden: a. Teilschritt B-l: Ansetzen eines Walzwerkzeugs (W2) an dem umzuformenden Wand abschnitt (lc) des Rohlings (1, 1'), vorzugsweise am Innenumfang und/oder am Au ßenumfang des umzuformenden Wandabschnitts (lc), bevorzugt an dem zum Bund (ld) weisenden Ende des umzuformenden Wandabschnitts (lc). b. Teilschritt B-2: Bewegen des Walzwerkzeugs (W2) und/oder des Rohlings (1, 1'), so dass das Walzwerkzeug (W2) auf einer Bahn (B) am Innenumfang und/oder am Au ßenumfang des umzuformenden Wandabschnitts (lc) abrollt und dabei den umzufor menden Wandabschnitt (lc) unter Verringerung dessen Wandstärke sowie unter Ver änderung dessen Innenumfangs und/oder dessen Außenumfangs umformt, wobei vorzugsweise die Bahn (B) wenigstens abschnittsweise oder vollständig die Form einer Helix aufweist, wie z.B. die Form einer zylindrischen oder konischen Schraube oder Spirale, wobei bevorzugt die Breite der Bahn gleich ist wie oder größer ist als die Gang höhe der Helixwindungen, sodass die benachbarten Windungen der Bahn aneinander angrenzen oder überlappen, wobei besonders bevorzugt die Bahn (B) an dem zu dem in Teilschritt A-5 erzeugten Bund (ld) weisenden Ende des umzuformenden Wandab schnitts (lc) beginnt und/oder in einer von dem in Teilschritt A-5 erzeugten Bund (ld) abweisenden Richtung verläuft und/oder an dem von dem in Teilschritt A-5 erzeugten Bund (ld) abweisenden Ende des umzuformenden Wandabschnitts (lc) endet. c. Teilschritt B-3: Abheben des Walzwerkzeugs (W2) von dem umzuformenden Wandab schnitt (lc) des Rohlings (1, 1'). d. Teilschritt B-4: Wiederholen des Teilschritts B-2, vorzugsweise der Teilschritte B-l, B- 2 und B-3, bis die gewünschte Form des umzuformenden Wandabschnitts (lc) erreicht ist, wobei bevorzugt der Winkel (a) des umzuformenden Wandabschnitts (lc) zur Achse (A) des Rohlings (1, 1') gemäß Teilschritt B-2 bei jeder Wiederholung verändert wird, vorzugsweise vergrößert wird, bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,1 bis 5°, besonders bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,5 bis 2°, ganz besonders bevorzugt um einen Winkel von 1°.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt C wenigstens einen der folgenden Teilschritte umfasst, wobei die Teilschritte vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden: a. Teilschritt C-l: Einbringen wenigstens eines Wanddurchbruchs in den gewalzten Wandabschnitt, vorzugsweise jeweils eines Wanddurchbruchs in jedem Eckbereich ei ner auszuformenden Wälzkörpertasche, bevorzugt mit einem spanenden Werkzeug (wie z.B. einem Bohr- oder Fräswerkzeug). b. Teilschritt C-2: Durchtrennen des gewalzten Wandabschnitts zur Ausbildung einer der Wälzkörpertaschen entlang einer in sich geschlossenen Linie, vorzugsweise zumindest abschnittsweise entlang einer Geraden, bevorzugt unter Verbindung mehrerer Wand durchbrüche, besonders bevorzugt mit einem Bohr- oder Fräswerkzeug. c. Teilschritt C-3: Formen der Kontur der Wälzkörpertasche, vorzugsweise derart, dass die Kontur der Wälzkörpertasche exakt oder im Wesentlichen eine Rechteckform auf weist, wobei bevorzugt die längere Seite des Rechtecks parallel zur Rotationsachse und/oder die längere Seite des Rechtecks in einer senkrecht zur Rotationsachse aus gerichteten Ebene angeordnet ist. d. Teilschritt C-4: Ausbilden einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Wälz körpertaschen in dem gewalzten Wandabschnitt, vorzugsweise durch Wiederholung der Teilschritte C-l bis C-3, bevorzugt derart, dass die Anzahl der Wälzkörpertaschen vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200, oder im Bereich von 20 bis 100, oder im Be reich von 50 bis 80 liegt, wobei besonders bevorzugt wenigstens zwei oder sämtliche dieser Wälzkörpertaschen uneinheitlich ausgebildet sind und/oder wenigstens drei o- der sämtliche dieser Wälzkörpertaschen in unregelmäßigen Winkelabständen in Um fangsrichtung voneinander beabstandet sind.

5. Wälzlagerkäfig, insbesondere Schräglagerkäfig, hergestellt aus einem hülsenförmigen Rohling (1, 1') durch Walzen eines umzuformenden Wandabschnitts (lc) des Rohlings (1, 1') unter Ver änderung des Winkels (a) des umzuformenden Wandabschnitts (lc) zur Achse (A) des Rohlings (1, 1'), und durch Einbringen von Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt (lc), vorzugsweise gemäß dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.

6. Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils (1") mit umgeformtem Wandabschnitt (lc) aus ei nem hülsenförmigen Rohling (1, 1'), vorzugsweise gemäß dem Verfahren nach einem der An sprüche 1 bis 5, umfassend: a. Ein Spannwerkzeug (Sl, S2) zur Einspannung des hülsenförmigen Rohlings (1, 1'). b. Ein Walzwerkzeug (W2), das ausgebildet ist, um zumindest einen umzuformenden Wandabschnitt (lc) des hülsenförmigen Rohlings (1, 1') durch Walzen umzuformen. c. Ein Werkzeug zum Einbringen von Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandab schnitt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Steuergerät aufweist, welches konfiguriert ist, um das Walzwerkzeug (W2) und ggf. das Spannwerkzeug (Sl, S2) derart anzusteuern, dass das Walzwerkzeug (W2) am Innenumfang und/oder am Au ßenumfang des umzuformenden Wandabschnitts (lc) des im Spannwerkzeug (Sl, S2) einge spannten Rohlings (1, 1') abrollt und dabei den umzuformenden Wandabschnitt (lc) unter Verringerung dessen Wandstärke sowie unter Veränderung dessen Innenumfangs und/oder dessen Außenumfangs durch Walzen umformt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät derart konfigu riert ist, um das Walzwerkzeug (W2) auf einer Bahn (B) wenigstens abschnittsweise oder voll ständig in Form einer Helix wie zum Beispiel einer zylindrischen oder konischen Schraube oder Spirale am Innenumfang und/oder am Außenumfang des umzuformenden Wandabschnitts (lc) abzurollen, vorzugsweise derart, dass benachbarte Windungen der Bahn aneinander an grenzen oder überlappen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerge rät derart konfiguriert ist, um das Walzwerkzeug (W2) derart anzusteuern, dass das Walzwerk zeug (W2) nacheinander in mehreren Bahnen (B) am Innenumfang und/oder am Außenum fang des umzuformenden Wandabschnitts (lc) des im Spannwerkzeug (Sl, S2) eingespannten Rohlings (1, 1') abrollt und dabei den umzuformenden Wandabschnitt (lc) unter Verringerung dessen Wandstärke sowie unter Veränderung dessen Innenumfangs und/oder dessen Au ßenumfangs durch Walzen umformt, bis die gewünschte Form des umzuformenden Wandab schnitts (lc) erreicht ist, wobei mit jeder Bahn (B) der Winkel (a) des umzuformenden Wand abschnitts (lc) zur Achse (A) des Rohlings (1, 1') verändert wird, vorzugsweise vergrößert wird, bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,1 bis 5°, besonders bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,5 bis 2°, ganz besonders bevorzugt um einen Winkel von 1°.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk zeug (W2) ein gegenläufig rotierendes Walzenpaar mit verstellbarem Walzenspalt aufweist, um den umzuformenden Wandabschnitt (lc) im Walzenspalt aufzunehmen, wobei vorzugs weise die Drehachsen (XI, X2) der Walzen parallel zueinander zumindest in einer die Achse (A) des im Spannwerkzeug (Sl, S2) eingespannten Rohlings (1, 1') einschließenden Ebene (E) aus- richtbar sind, wobei bevorzugt der Winkel und/oder der Abstand der Drehachsen (XI, X2) der Walzen gegenüber der Achse (A) des im Spannwerkzeug (Sl, S2) eingespannten Rohlings (1, 1') verstellbar ist/sind.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs aus einem hülsenförmigen

Rohling

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wälzlager käfigs aus einem hülsenförmigen Rohling.

Ein Schrägwälzlager, im Folgenden auch Schräglager genannt, weist im Vergleich zu einem gewöhnli chen Wälzlager einen unsymmetrischen Lagerquerschnitt auf. Dieser unsymmetrische Lagerquer schnitt dient der Aufnahme von Kräften, deren Wirkungslinien nicht exakt senkrecht zur Achse verlau fen, sondern schräg in einem bestimmten Winkel zur Rotationsachse. Der Käfig eines Schräglagers - der sog. Schräglagerkäfig - umfasst einen konusförmigen Wandabschnitt, in welchem sich eine Vielzahl von Taschen - sog. Wälzkörpertaschen - zur Aufnahme der Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen befin den. Schräglager mit Durchmessern von mehr als 1 m werden beispielsweise als Rotorblattlager im Bereich von Windkraftanlagen eingesetzt.

Schräglagerkäfige mit einer axialen Länge von beispielsweise 10 bis 30 cm und einem Durchmesser von 1 bis 2 m sowie einer Wandstärke im Bereich von 5 bis 20 mm werden herkömmlicherweise aus einem Bauteil bzw. Halbzeug mit konusförmigem Wandabschnitt gefertigt, welches durch Drehen oder Blech drücken hergestellt ist.

Beim Drehen, einem abtragenden Verfahren, wird ein Rohr oder Walzring mit viereckigem Querschnitt als Ausgangsmaterial verwendet. Der Querschnitt des Rohmaterials muss mindestens so gewählt wer den, dass der Querschnitt des herzustellenden Bauteiles hineinpasst. Beim Drehen wird das überschüs sige Material mittels Zerspanung abgetragen, bis die gewünschte Bauteilkontur entsteht. Als Bearbei tungsvorrichtung wird eine Drehmaschine eingesetzt, in welcher das Rohmaterial mit einem Spann mittel gehalten wird. Durch Rotation des Rohmaterials wird das überschüssige Material von einem feststehenden Drehmeißel abgespant, bis die gewünschte Bauteilkontur entsteht. Da die Unterseite des Rohmaterials und der Bereich der Spannbacken mit dem Drehmeißel nicht erreicht werden kön nen, muss das Bauteil für eine Fertigbearbeitung umgespannt werden.

Beim Metall- oder Blechdrücken wird eine Blechronde, die aus einem Metallblech geschnitten ist, als Ausgangsmaterial verwendet. Der Aufbau der Bearbeitungsvorrichtung ist ähnlich einer Drehma schine. Die Formgebung des Bauteils erfolgt über eine gehärtete Negativform der gewünschten Kon- tur. Das Material wird über einen Gegenhalter gegen die Negativform gedrückt und über eine Drück rolle mittels manuellem oder hydraulischem Druck in kleinen Schritten auf das Negativ geformt. Das Metall- oder Blechdrücken ist ein formendes Verfahren ohne Materialabtrag. Das eingesetzte Material bleibt nach dem Formen zum größten Teil erhalten. Durch das Umformen des Bleches wird dieses aus gedünnt, wohingegen im Bereich des Gegenhalters die ursprüngliche Blechdicke erhalten bleibt. In nendurchmesser und Saum müssen maschinell nachbearbeitet werden. Beim Metall- oder Blechdrü cken können das eingesetzte Material, die Fertigungszeit und die aufgewandte Energie gegenüber dem zerspanenden Verfahren um 80 bis 90 % eingespart werden. Allerdings erfordert dieses Verfahren für jede Bauteilkontur eine eigene Negativform, was die Fertigung von Kleinserien nach diesem Verfahren aus Kostengründen nahezu ausschließt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Her stellung eines Wälzlagerkäfigs, insbesondere Schräglagerkäfigs bereitzustellen, um die Fertigungskos ten gegenüber den bekannten Lösungen auch bei Kleinserien deutlich zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 6 bereit.

Ein hierin offenbartes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils bzw. Halbzeugs mit umgeformtem Wandabschnitt aus einem hülsenförmigen Rohling umfasst die Schritte:

Schritt A: Bereitstellen eines sich entlang einer Achse erstreckenden, hülsenförmigen Roh lings.

Schritt B: Walzen eines umzuformenden Wandabschnitts des Rohlings unter Veränderung des Winkels des umzuformenden Wandabschnitts zur Achse des Rohlings.

Um aus diesem Bauteil bzw. Halbzeug mit umgeformtem Wandabschnitt einen Schräglagerkäfig her zustellen, weist das Verfahren vorzugsweise den zusätzlichen Schritt C auf:

Schritt C: Einbringen von Wälzkörperaufnahmen in den gewalzten Wandabschnitt.

Es ist grundsätzlich auch möglich, andere Bauteile als Schräglagerkäfige aus diesem Bauteil bzw. Halb zeug herzustellen. Vorzugsweise wird der umzuformende Wandabschnitt des Rohlings in eine Konus form gewalzt. Durch Walzen des hülsenförmigen Rohlings im umzuformenden Wandabschnitt sind aber auch andere Geometrien herstellbar. Diese Lösung ermöglicht eine formende Herstellung eines Bauteils bzw. Halbzeugs zur Fertigung eines Wälzlagerkäfigs, insbesondere Schräglagerkäfigs ohne Verwendung einer Negativform, um die Herstel lung des Wälzlagerkäfigs insgesamt zu vereinfachen, und kombiniert dabei die Vorteile der bekannten Herstellungstechniken des Drehens (keine Negativform) und des Blechdrückens (formendes Verfahren ohne Materialverlust). Durch das Einbringen der Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt entsteht aus diesem formend hergestellten Bauteil bzw. Halbzeug ein erfindungsgemäßer Schrägla gerkäfig. Das Einbringen der Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt erfolgt dabei vor zugsweise spanend, z. B. durch Bohren oder Fräsen.

Die Veränderung des Winkels des umzuformenden Wandabschnitts zur Achse des Rohlings bis zum Erreichen der gewünschten Form erfolgt vorzugsweise in mehreren Arbeitsschritten. Der Rohling kann zylinderförmig oder z.B. leicht konusförmig ausgebildet sein. Bei geringen Konuswinkeln (bis ca. 5° zur Achse) ist der Herstellungsaufwand im zerspanenden Verfahren vergleichsweise gering, da nur wenig Material abgetragen werden muss. Ein bereits konusförmiger Rohling kann mit dem erfindungsgemä ßen Verfahren durch Vergrößerung des Konuswinkels weiterverarbeitet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Es kann von Vorteil sein, wenn Schritt A wenigstens einen der folgenden Teilschritte umfasst, wobei die Teilschritte vorzugsweise - aber nicht zwingend - in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt wer den:

Teilschritt A-l: Herstellen des Rohlings aus Metall, vorzugsweise in Form eines Zylinders, be vorzugt durch Drehen des Rohlings aus einem Rohmaterial oder durch Rundbiegen und Ver schweißen eines Blechstreifens. Mit diesen Techniken lässt sich ein hülsenförmiger Rohling besonders einfach hersteilen.

Teilschritt A-2: Einspannen des Rohlings in einer Spannvorrichtung, vorzugsweise in axialer Richtung, bevorzugt zwischen zwei Spannwerkzeugen oder -werkzeugteilen, bevorzugt zwi schen einem Niederhalter und einem radial gegen den Innenumfang des Rohlings gespannten Spreizfutter. Diese Maßnahme ermöglicht eine präzise Bearbeitung des Rohlings.

Teilschritt A-3: Anordnen des hülsenförmigen Rohlings, sodass eine Achse des Rohlings exakt oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Bei dieser Anordnung bzw. Ausrichtung des Rohlings können schwerkraftbedingte Einflüsse minimiert werden. Teilschritt A-4: Drehen des Rohlings um seine Achse, vorzugsweise bei vertikaler Ausrichtung der Achse, bevorzugt mittels der Spannvorrichtung gemäß Teilschritt A-2. Durch diese Maß nahme lässt sich eine besonders homogene (rotationsymmetrische) Bearbeitung des Rohlings erreichen.

Teilschritt A-5: Umformen des Rohlings zur Erzeugung eines radial (zur Achse bzw. nach innen) vorspringenden Bundes, vorzugsweise an einem axialen Ende des Rohlings, bevorzugt am obe ren oder unteren Rand des Rohlings, besonders bevorzugt durch Bördeln des Randes nach in nen, ganz besonders bevorzugt während der Rohling um seine Achse gedreht wird. Dieser Bund ermöglicht eine axiale Einspannung des Rohlings, und damit eine Bearbeitung des um zuformenden Wandabschnitts unter erheblicher Krafteinwirkung. Die Bördelung erfolgt vor zugsweise am unteren Rand des Rohlings, weil dieser untere Rand zur Bearbeitung gut zugäng lich ist. Das Umformen erfolgt vorzugsweise mit einem Umformwerkzeug, das eine innere und eine äußere Formrolle aufweist. Der Begriff Bund bezeichnet im Rahmen dieser Erfindung ei nen radialen Vorsprung bezüglich der Hülsenform des Rohlings, an welchem der Rohling in axialer Richtung eingespannt werden kann. Der Bund kann ringförmig ausgebildet sein und sich exakt oder im Wesentlichen in einer Radialebene zur Achse erstrecken. Der Bund ist vor zugsweise umlaufend ausgebildet, kann aber auch Unterbrechungen aufweisen.

Teilschritt A-6: Lösen des Rohlings aus der Spannvorrichtung gemäß Teilschritt A-2. So kann der Rohling zur nachfolgenden Umformung des umzuformenden Wandabschnitts besonders vorteilhaft ausgerichtet werden.

Teilschritt A-7: Anordnen des Rohlings, sodass eine Achse des Rohlings exakt oder im Wesent lichen vertikal ausgerichtet ist, bevorzugt derart, dass sich der in Teilschritt A-5 erzeugte Bund am oberen Ende des Rohlings befindet. Somit ist der umzuformende Wandabschnitt des Roh lings für die nachfolgende Walzbearbeitung besonders gut zugänglich.

Teilschritt A-8: Einspannen des Rohlings in einer Spannvorrichtung, vorzugsweise in der Spann vorrichtung gemäß Teilschritt A-2 und/oder in anderer Anordnung als in Teilschritt A-2, bevor zugt in axialer Richtung, besonders bevorzugt zwischen zwei Spannwerkzeugen oder -werk zeugteilen, ganz besonders bevorzugt durch Klemmung des in Teilschritt A-5 erzeugten Bundes zwischen einem Niederhalter und einem Gegenhalter, wie z.B. dem Spreizfutter gemäß Teil schritt A-2, wobei das Spreizfutter vorzugsweise zusätzlich radial gegen den Innenumfang des Rohlings gespannt wird. Mit dieser Maßnahme kann der Rohling gut zentriert und bearbeitet werden. Die Verwendung derselben Spannvorrichtung wie zur Erzeugung des Bundes vermei det die Verwendung einer zweiten Spannvorrichtung und vereinfacht daher den Aufbau einer entsprechenden Bearbeitungsvorrichtung.

Es kann sinnvoll sein, wenn Schritt B wenigstens einen der folgenden Teilschritte umfasst, wobei die

Teilschritte vorzugsweise - aber nicht zwingend - in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden:

Teilschritt B-l: Ansetzen eines Walzwerkzeugs an dem umzuformenden Wandabschnitt des Rohlings, vorzugsweise am Innenumfang und/oder am Außenumfang des umzuformenden Wandabschnitts, bevorzugt an dem zum Bund weisenden Ende des umzuformenden Wandab schnitts. Diese Maßnahme ermöglicht die Walzbearbeitung im nachfolgenden Bearbeitungs schritt.

Teilschritt B-2: Bewegen des Walzwerkzeugs und/oder des Rohlings, sodass das Walzwerkzeug auf einer Bahn am Innenumfang und/oder am Außenumfang des umzuformenden Wandab schnitts abrollt und dabei den umzuformenden Wandabschnitt unter Verringerung dessen Wandstärke sowie unter Veränderung dessen Innenumfangs und/oder dessen Außenumfangs umformt, wobei vorzugsweise die Bahn wenigstens abschnittsweise oder vollständig die Form einer Helix aufweist, wie z.B. die Form einer zylindrischen oder konischen Schraube oder Spi rale, wobei bevorzugt die Breite der Bahn gleich ist wie oder größer ist als die Ganghöhe der Helixwindungen, sodass die benachbarten Windungen der Bahn aneinander angrenzen oder überlappen, wobei besonders bevorzugt die Bahn an dem zu dem in Teilschritt A-5 erzeugten Bund weisenden Ende des umzuformenden Wandabschnitts beginnt und/oder in einer von dem in Teilschritt A-5 erzeugten Bund abweisenden Richtung verläuft und/oder an dem von dem in Teilschritt A-5 erzeugten Bund abweisenden Ende des umzuformenden Wandab schnitts endet. Mit dieser Maßnahme kann eine besonders materialschonende und gleichmä ßige Walzbearbeitung des umzuformenden Wandabschnitts des Rohlings erfolgen. Insbeson dere kann durch die helixförmige Rollbahn des Walzwerkzeugs jeder Bereich des umzuformen Wandabschnitts gleichmäßig und mit nahezu identischem Walzdruck bearbeitet werden, so dass eine optimale Formgebung des umzuformenden Wandabschnitts erreicht werden kann. Wenn die Ganghöhe der helixförmigen Bahn kleiner ist als die Breite der Bahn bzw. die Spur, die das Walzwerkzeug beim Abrollen auf dem umzuformenden Wandabschnitt hinterlässt, überlappen die benachbarten Windungen der Bahn. Wenn die Ganghöhe der Bahn gleich ist wie die Bahnbreite, grenzen die benachbarten Windungen der Bahn aneinander an. Teilschritt B-3: Abheben (der Walzen bzw. Formrollen) des Walzwerkzeugs von dem umzufor menden Wandabschnitt des Rohlings. Diese Maßnahme ermöglicht eine Wiederholung der Walzbearbeitung gemäß Teilschritt B-2.

Teilschritt B-4: Wiederholen des Teilschritts B-2, vorzugsweise der Teilschritte B-l, B-2 und B- 3, bis die gewünschte Form des umzuformenden Wandabschnitts erreicht ist, wobei bevorzugt der Winkel des umzuformenden Wandabschnitts zur Achse des Rohlings gemäß Teilschritt B- 2 bei jeder Wiederholung verändert wird, vorzugsweise vergrößert wird, bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,1 bis 5°, besonders bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,5 bis 2°, ganz besonders bevorzugt um einen Winkel von 1°. Um den Winkel des umzuformenden Wandabschnitts gegenüber der Achse des Rohlings beispielsweise von 0° auf 10° zu erhöhen, sind vorzugsweise zehn Wiederholungen des Teilschritts B-2 erforderlich.

Schritt B wird vorzugsweise auf einem Formwalzwerkzeug (Flexformer) ausgeführt. Der Schritt C wird vorzugsweise auf einem anderen Werkzeug ausgeführt.

Es kann sinnvoll sein, wenn Schritt C wenigstens einen der folgenden Teilschritte umfasst, wobei die

Teilschritte vorzugsweise - aber nicht zwingend - in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden:

Teilschritt C-l: Einbringen wenigstens eines Wanddurchbruchs in den gewalzten Wandab schnitt, vorzugsweise jeweils eines Wanddurchbruchs in jedem Eckbereich einer auszuformen den Wälzkörpertasche, bevorzugt mit einem spanenden Werkzeug (wie z.B. einem Bohr- oder Fräswerkzeug). Dadurch kann der durch Walzen verfestigte Wandabschnitt besonders einfach und präzise durchbrochen werden. Zudem gestaltet sich die Formgebung der Wälzkörperta schen durch Einbringen von Wanddurchbrüchen im spanenden Verfahren einfacher als im for menden Verfahren.

Teilschritt C-2: Durchtrennen des gewalzten Wandabschnitts zur Ausbildung einer der Wälz körpertaschen entlang einer in sich geschlossenen Linie, vorzugsweise zumindest abschnitts weise entlang einer Geraden, bevorzugt unter Verbindung mehrerer Wanddurchbrüche, be sonders bevorzugt mit einem Bohr- oder Fräswerkzeug. Vorzugsweise wird entlang der zuvor gefertigten Wanddurchbrüche ein plattenförmiges Wandstück mit Außenkontur entspre chend der Innenkontur der Wälzkörpertasche, aus dem gewalzten Wandabschnitts herausge schnitten, um eine einzelne Wälzkörpertasche zu bilden. Teilschritt C-3: Formen der Kontur der Wälzkörpertasche, vorzugsweise derart, dass die Kontur der Wälzkörpertasche exakt oder im Wesentlichen eine Rechteckform aufweist, wobei bevor zugt die längere Seite des Rechtecks parallel zur Rotationsachse (des Rohlings) und/oder die kürzere Seite des Rechtecks in einer senkrecht zur Rotationsachse (des Rohlings) ausgerichte ten Ebene angeordnet ist. Dieser Teilschritt C-3 erfolgt idealerweise in einem Zug zusammen mit dem Teilschritt C-2. Soweit im Teilschritt C-2 aber nur eine Grobbearbeitung erfolgt, kann die Kontur der Wälzkörpertasche in Teilschritt C-3 gezielt auf Maß nachgearbeitet werden.

Teilschritt C-4: Ausbilden einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Wälzkörperta schen in dem gewalzten Wandabschnitt, vorzugsweise durch Wiederholung der Teilschritte C- 1 bis C-3, bevorzugt derart, dass die Anzahl der Wälzkörpertaschen vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200, oder im Bereich von 20 bis 100, oder im Bereich von 50 bis 80 liegt, wobei besonders bevorzugt wenigstens zwei oder sämtliche dieser Wälzkörpertaschen uneinheitlich ausgebildet sind und/oder wenigstens drei oder sämtliche dieser Wälzkörpertaschen in unre gelmäßigen Winkelabständen in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Durch die individuelle Ausgestaltung der Wälzkörpertaschen, sodass die Wälzkörpertaschen zueinander leicht unterschiedliche Konturen und/oder Ausrichtungen und/oder Winkelabstände aufwei sen, können die Laufeigenschaften der darin aufzunehmenden Wälzkörper im Anwendungsfall des Schräglagerkäfigs gezielt beeinflusst werden. Dadurch kann z.B. die Abnutzung der Lager flächen des Schräglagers verringert bzw. dessen Lebensdauer erhöht werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bauteil mit umgeformten Wandabschnitt, hergestellt aus einem hülsenförmigen Rohling durch Walzen eines umzuformenden Wandabschnitts des Rohlings unter Veränderung des Winkels des umzuformenden Wandabschnitts zur Achse des Roh lings, vorzugsweise gemäß dem Verfahren nach einer der vorangehenden Ausführungen. Durch Ein bringen von Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt kann aus diesem Bauteil bzw. Halb zeug beispielsweise ein erfindungsgemäßer Wälzlagerkäfig, insbesondere Schräglagerkäfig hergestellt werden. Das Bauteil bzw. Halbzeug aber kann auch in anderer Weise verwendet oder weiterverarbei tet werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wälzla gerkäfigs, insbesondere Schräglagerkäfigs aus einem hülsenförmigen Rohling, vorzugsweise gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend:

Ein Spannwerkzeug zur Einspannung des hülsenförmigen Rohlings. Ein Walzwerkzeug, das ausgebildet ist, um zumindest einen umzuformenden Wandabschnitt des hülsenförmigen Rohlings durch Walzen umzuformen.

Ein Werkzeug zum Einbringen von Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt.

Es kann sinnvoll sein, wenn die Vorrichtung ein Steuergerät aufweist, das konfiguriert (bzw. program miert) ist, um das Walzwerkzeug und ggf. das Spannwerkzeug derart anzusteuern, sodass das Walz werkzeug am Innenumfang und/oder am Außenumfang des umzuformenden Wandabschnitts des im Spannwerkzeug eingespannten Rohlings abrollt und dabei den umzuformenden Wandabschnitt unter Verringerung dessen Wandstärke sowie unter Veränderung dessen Innenumfangs und/oder dessen Außenumfangs (schrittweise) durch Walzen umformt. Durch eine Verringerung der Wandstärke sowie unter Veränderung des Innenumfangs und/oder dessen Außenumfangs des umzuformenden Wand abschnitts kann gleichzeitig mit der Formgebung eine Verfestigung des Materials erreicht werden.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Steuergerät derart konfiguriert (bzw. programmiert) ist, um das Walzwerkzeug auf einer Bahn wenigstens abschnittsweise oder vollständig in Form einer Helix wie zum Beispiel einer zylindrischen oder konischen Schraube oder Spirale am Innenumfang und/oder am Au ßenumfang des umzuformenden Wandabschnitts abzurollen, vorzugsweise derart, dass benachbarte Windungen der Bahn aneinander angrenzen oder überlappen (d. h. Ganghöhe < Bahnbreite). Bei dieser Ausführung lässt sich eine besonders materialschonende und gleichmäßige Bearbeitung des umzufor men Wandabschnitts erreichen.

Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn das Steuergerät derart konfiguriert (bzw. programmiert) ist, um das Walzwerkzeug derart anzusteuern, dass das Walzwerkzeug nacheinander in mehreren Bahnen am Innenumfang und/oder am Außenumfang des umzuformenden Wandabschnitts des im Spann werkzeug eingespannten Rohlings abrollt und dabei den umzuformenden Wandabschnitt unter Ver ringerung dessen Wandstärke sowie unter Veränderung dessen Innenumfangs und/oder dessen Au ßenumfangs durch Walzen umformt, bis die gewünschte Form des umzuformenden Wandabschnitts erreicht ist, wobei mit jeder Bahn der Winkel des umzuformenden Wandabschnitts zur Achse des Roh lings verändert wird, vorzugsweise vergrößert wird, bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,1 bis 5°, besonders bevorzugt um einen Winkel im Bereich von 0,5 bis 2°, ganz besonders bevorzugt um einen Winkel von 1°. Es kann nützlich sein, wenn das Walzwerkzeug ein gegenläufig rotierendes Walzenpaar (bzw. Formrol lenpaar) mit verstellbarem Walzenspalt aufweist, um den umzuformenden Wandabschnitt im Walzen spalt aufzunehmen, wobei vorzugsweise die Drehachsen der Walzen parallel zueinander zumindest in einer die Achse des im Spannwerkzeug eingespannten Rohlings einschließenden Ebene ausrichtbar sind, wobei bevorzugt der Winkel und/oder der Abstand der Drehachsen des Walzenpaars gegenüber der Achse des im Spannwerkzeug eingespannten Rohlings verstellbar ist. Mit dieser Ausführung kön nen verschiedene Konturen des umzuformenden Wandabschnitts realisiert werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der Merkmale, die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbart sind.

Der Rohling weist vorzugsweise wenigstens eine der folgenden Eigenschaften auf:

Der Rohling besteht aus Metall.

Der Rohling besteht aus rundgebogenem, verschweißtem Blech.

Der Rohling ist durch spanende Fertigung, vorzugsweise durch Drehen, aus einem Rohmaterial hergestellt.

Der Rohling weist eine (entlang der Achse gemessene) Länge im Bereich von 50 bis 500 mm, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 400 mm, bevorzugt im Bereich von 200 bis 300 mm auf.

Der Rohling weist einen (Innen-und/oder Außen-) Durchmesser im Bereich von 500 bis 5000 mm, vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 4000 mm, bevorzugt im Bereich von 1200 bis 2000 mm auf.

Der Rohling weist eine Wandstärke im Bereich von 1 bis 30 mm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 25 mm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 20 mm auf.

Der Rohling weist über seine Länge eine einheitliche Wandstärke auf.

Der Rohling weist über seine Länge einen einheitlichen (Innen- und/oder Außen-) Durchmes ser auf.

Der Rohling weist eine zylindrische oder konische Form auf.

Der Rohling umfasst wenigstens einen gebördelten Rand bzw. Bund. Der Rohling umfasst einen radial vorspringenden Bund. Der Bund springt vorzugsweise radial zur Achse bzw. nach innen vor. Der Innendurchmesser des ringförmigen Bundes liegt vorzugs weise im Bereich von 50 - 99 %, bevorzugt im Bereich von 60 - 85 %, besonders bevorzugt im Bereich von 70 - 90 % des Außendurchmessers des umzuformenden Wandabschnitts des Roh lings.

Der Bund erstreckt sich zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, exakt oder im Wesentlichen in einer radial zur Achse ausgerichteten Ebene.

Der Rohling weist, insbesondere im gesamten umzuformenden Wandabschnitt, am Innenum fang und/oder am Außenumfang eine durchgehende Oberfläche (ohne Durchbrüche) auf.

Das Bauteil bzw. Schräglagerkäfig weist vorzugsweise wenigstens eine der folgenden Eigenschaften auf:

Das Bauteil bzw. der Schräglagerkäfig umfasst den umgeformten Wandabschnitt.

Das Bauteil bzw. der Schräglagerkäfig umfasst einen radial nach innen und/oder nach außen vorspringenden Bund.

Der umgeformte Wandabschnitt umfasst ein größeres Ende (bzw. ein Ende mit größerem Durchmesser) und ein kleineres Ende (bzw. ein Ende mit kleinerem Durchmesser).

Der (Innen- und/oder Außen-) Durchmesser des umgeformten Wandabschnitts steigt mono ton, vorzugsweise streng monoton, bevorzugt linear vom kleinsten auf den größten Durch messer an.

Das Bauteil bzw. der Schräglagerkäfig weist eine (entlang der Achse gemessene) Länge im Be reich von 50 bis 450 mm, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 350 mm, bevorzugt im Bereich von 200 bis 250 mm auf.

Der umgeformte Wandabschnitt weist an seinem kleineren Ende einen (Innen- und/oder Au ßen-) Durchmesser im Bereich von 500 bis 5000 mm, vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 4000 mm, bevorzugt im Bereich von 1200 bis 2000 mm auf. Der umgeformte Wandabschnitt weist an seinem größeren Ende einen (Innen- und/oder Au ßen-) Durchmesser im Bereich von 550 bis 5500 mm, vorzugsweise im Bereich von 1100 bis 4400 mm, bevorzugt im Bereich von 1300 bis 2200 mm auf.

Das Verhältnis zwischen dem (Innen- und/oder Außen-) Durchmesser am größeren Ende und dem (Innen- und/oder Außen-) Durchmesser am kleineren Ende des umgeformten Wandab schnitts liegt im Bereich von 1,01 bis 1,50, vorzugsweise im Bereich von 1,02 bis 1,10, bevor zugt im Bereich von 1,03 bis 1,07.

Der umgeformte Wandabschnitt weist eine Wandstärke im Bereich von 1 bis 30 mm, vorzugs weise im Bereich von 5 bis 25 mm, bevorzugt im Bereich von 8 bis 15 mm auf.

Das Verhältnis der Wandstärke des umgeformten Wandabschnitts zur Wandstärke des umzu formenden Wandabschnitts liegt im Bereich von 0,5 bis 0,99, vorzugsweise im Bereich von 0,8 bis 0,99, bevorzugt im Bereich von 0,85 bis 0,95.

Der Öffnungswinkel des umgeformten Wandabschnitts zur Achse des Bauteils bzw. Schrägla gerkäfigs liegt im Bereich von 5 bis 45°, vorzugsweise im Bereich von 7 bis 35°, bevorzugt im Bereich von 8 bis 25°.

Der Öffnungswinkel des umgeformten Wandabschnitts zur Achse des Bauteils bzw. Schrägla gerkäfigs ist um 5 bis 30°, vorzugsweise um 7 bis 25°, bevorzugt um 8 bis 20° größer als der Öffnungswinkel des hülsenförmigen Rohlings.

Ein Radius zwischen dem umgeformten Wandabschnitt und dem Bund liegt an der Biegein nenseite im Bereich von 1 bis 100 %, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 % der Wandstärke des Bauteils bzw. Schräglagerkäfigs.

Ein Radius zwischen dem umgeformten Wandabschnitt und dem Bund liegt an der Biegeau ßenseite im Bereich von 50 bis 300 %, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 200 %, bevorzugt im Bereich von 100 bis 150 % der Wandstärke des Bauteils bzw. Schräglagerkäfigs.

Das Bauteil bzw. der Schräglagerkäfig umfasst einen zylindrischen Wandabschnitt, der vor zugsweise an das größere Ende des umgeformten Wandabschnitts anschließt, wobei der zy lindrische Wandabschnitt vorzugsweise eine (entlang der Achse gemessene) Länge im Bereich von 5 bis 25 %, vorzugsweise im Bereich von 8 bis 20 %, bevorzugt im Bereich von 10 bis 15 % der Gesamtlänge des Bauteils bzw. Schräglagerkäfigs aufweist.

Der umgeformte Wandabschnitt weist eine (entlang der Achse gemessene) Länge im Bereich von 25 bis 99 %, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 95 %, bevorzugt im Bereich von 75 bis 90 % der Gesamtlänge des Bauteils bzw. Schräglagerkäfigs auf.

Das Bauteil bzw. der Schräglagerkäfig umfasst im Bereich des umgeformten Wandabschnitts eine Vielzahl von Wälzkörpertaschen, vorzugsweise von exakt oder im Wesentlichen rechtecki ger Form, wobei bevorzugt die längere Seite der Rechteckform exakt oder im Wesentlichen parallel zur Achse des Bauteils und/oder die kürzere Seite der Rechteckform exakt oder im Wesentlichen in einer senkrecht zur Achse des Bauteils ausgerichteten Ebene ausgerichtet ist. Die Wälzkörpertaschen können identisch oder verschieden voneinander ausgebildet sein. Die Wälzkörpertaschen sind beispielsweise zur Aufnahme von Rollen oder Kugeln als Wälzkörper ausgebildet. Die Wälzkörpertaschen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung in gleichmäßigen oder verschiedenen Winkelabständen um die Rotationsachse des Schräglagerkäfigs verteilt angeordnet.

Begriffe und Definitionen

Walzen ist ein Fertigungsverfahren aus der Gruppe des Druckumformens, bei dem der (vorzugsweise metallische) Werkstoff zwischen zwei oder mehreren rotierenden Werkzeugen umgeformt und dabei dessen Querschnitt verringert wird. Findet die Umformung oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs statt, wird sie Warmwalzen genannt, sonst Kaltwalzen. Das Walzen nach dieser Erfin dung kann Warmwalzen oder Kaltwalzen sein.

Konus: Ein Konus ist in der Geometrie eine Rotationsfläche, gebildet durch eine um eine Achse (Ge rade) rotierende Kurve. Die Kurve kann eine die Achse schneidende Gerade sein, sodass der Konus als Kegel ausgebildet ist. Im Rahmen dieser Erfindung ist die Konusform nicht auf die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes beschränkt, bei der der Durchmesser linear vom kleinsten auf den größten Durch messer ansteigt. Die Konusform kann insbesondere auch eine Form aufweisen, bei der sich der Durch messer z.B. monoton oder streng monoton vom kleinsten auf den größten Durchmesser verändert, z.B. eine Düsenform.

Der Begriff Wälzkörperaufnahme umfasst jedwede Öffnung, Ausnehmung, Bohrung, Fenster oder Ta schen für Wälzkörper. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 schematische Querschnittsansichten eines hülsen- bzw. zylinderförmigen Rohlings (Ansicht a) und eines hülsen- bzw. konusförmigen Rohlings (Ansicht b), jeweils in einer die Mittelachse des Roh lings einschließenden Schnittebene in einem Ausgangszustand.

Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht des Rohlings gemäß Figur la in einer die Mittelachse des Rohlings einschließenden Schnittebene in einem Zustand nach dem Bördeln des unteren Randes zur Erzeugung des ringförmigen Bundes, an welchem der Rohling nachfolgend axial eingespannt wird.

Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht eines zur Fierstellung des erfindungsgemäßen Schräg lagerkäfigs geeigneten Bauteils bzw. Flalbzeugs mit umgeformtem Wandabschnitt, das aus dem Roh ling gemäß Figur 2 hergestellt ist, in einer die Mittelachse einschließenden Schnittebene in einem Zu stand, in welchem das Konturwalzen des umzuformenden Wandabschnitts zur Vergrößerung des Öff nungswinkels ausgehend von der Seite des Bundes fortgeschritten und nahezu abgeschlossen ist.

Figur 4 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des umzuformenden Wandabschnitts des zur Fierstellung des erfindungsgemäßen Schräglagerkäfigs geeigneten Bauteils bzw. Flalbzeugs mit um geformtem Wandabschnitt während einer Walzbearbeitung in einer senkrecht zur Achse ausgerichte ten Schnittebene, wobei das Walzwerkzeug ein gegenläufiges Paar von Walzen bzw. Formrollen mit zwischenliegendem Walzenspalt aufweist, in welchem der umzuformende Wandabschnitt unter Ver änderung seines Innen- und Außendurchmessers sowie unter Veränderung seiner Wandstärke in eine Konusform überführt wird.

Figur 5 eine schematische Querschnittsansicht eines zur Fierstellung des erfindungsgemäßen Schräg lagerkäfigs geeigneten Bauteils bzw. Flalbzeugs mit umgeformtem Wandabschnitt, das aus dem Roh ling gemäß Figur 2 hergestellt ist, in einer die Mittelachse einschließenden Schnittebene in einem Zu stand, in welchem das Konturwalzen des umzuformenden Wandabschnitts zur Vergrößerung des Öff nungswinkels ausgehend von der Seite des Bundes fortgeschritten und nahezu abgeschlossen ist, und der umzuformende Wandabschnitt schrittweise in einen konus- bzw. kegelstumpfförmigen Abschnitt und einen an- bzw. abschließenden zylinderförmigen Abschnitt gewalzt ist. Figur 6 eine schematische Querschnittsansicht eines zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schräg lagerkäfigs geeigneten Bauteils bzw. Halbzeugs mit umgeformtem Wandabschnitt, das aus dem Roh ling gemäß Figur 2 hergestellt ist, in einer die Mittelachse einschließenden Schnittebene in einem Zu stand, in welchem das Konturwalzen des umzuformenden Wandabschnitts zur Vergrößerung des Öff nungswinkels ausgehend von der Seite des Bundes fortgeschritten und nahezu oder vollständig abge schlossen ist, und auch der obere Rand des umzuformenden Wandabschnitts schrittweise zur Erzeu gung eines ringförmigen Bundes gewalzt bzw. nach innen gebördelt ist. Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Die Darstellungen des Rohlings, des Bauteils bzw. Halbzeugs zur Herstellung des späteren Schräglagerkäfigs und der Werkzeuge sind in den beiliegenden Zeichnungen schemenhaft und nicht maßstabsgetreu.

Das offenbarte Verfahren und die offenbarte Vorrichtung dienen zur Herstellung eines Bauteils 1" mit umgeformtem Wandabschnitt lc aus einem hülsenförmigen Rohling 1, 1', wobei ein umzuformender Wandabschnitt lc des Rohlings 1, 1' unter (schrittweiser) Veränderung des Winkels a des umzufor menden Wandabschnitts lc zur Achse A des Rohlings 1, 1' in eine Konusform gewalzt wird. Anschlie ßend können in den in Konusform gewalzten Wandabschnitt lc Taschen zur Aufnahme von Wälzkör pern - sog. Wälzkörpertaschen - eingebracht werden, um aus dem Bauteil bzw. Halbzeug l"mit konus förmigem Wandabschnitt lc einen Schräglagerkäfig zu fertigen. Es ist grundsätzlich auch möglich, das Bauteil bzw. Halbzeug l"mit konusförmigem Wandabschnitt lc in anderer Weise weiterzuverarbeiten. Wenngleich dieses Ausführungsbeispiel ein Bauteil bzw. Halbzeug l"mit konusförmigem Wandab schnitt lc beschreibt, wird an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass auch andere, insbesondere ro tationssymmetrische, Geometrien/Konturen durch das sog. Konturwalzen herstellbar sind.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet den Rohling im unbearbeiteten Ausgangszustand. Das Bezugszeichen 1' bezeichnet den Rohling nach Ausbildung des zur axialen Einspannung erzeugten Bundes ld. Das Bezugszeichen 1" bezeichnet das aus dem hülsenförmigen Rohling 1 hergestellte Bauteil bzw. Halb zeug. Der erfindungsgemäße Schräglagerkäfig entsteht aus diesem Bauteil bzw. Halbzeug durch das Einbringen der Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt lc.

Der hülsenförmige Rohling 1 weist beispielsweise eine axiale Länge von ca. 15 cm und einen Durch messer von 100 cm bei einer Wandstärke von 15 mm auf. Der Rohling 1 besteht aus Metall und wird in Zylinderform durch Drehen aus einem Rohmaterial oder durch Rundbiegen und Verschweißen eines rechteckigen Blechstreifens hergestellt (Teilschritt A-l).

Zur Formung des radial nach innen zur Achse A des Rohlings 1 vorspringenden Bundes ld wird der Rohling 1 in axialer Richtung in einer aus einem Niederhalter S1 und einem radial gegen den Innenum fang des Rohlings 1 zu spannenden Spreizfutter S2 bestehenden Spannvorrichtung Sl, S2 eingespannt (Teilschritt A-2), sodass eine Achse A des Rohlings 1 exakt oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist (Teilschritt A-3).

Bei Drehung um seine vertikal ausgerichtete Achse A mittels der Spannvorrichtung Sl, S2 (Teilschritt A-4) wird der Rohling 1 zur Erzeugung des radial zur Achse A des Rohlings 1 vorspringenden Bundes ld am unteren Rand lb mittels eines aus zwei gegenläufigen Formrollen bestehenden Umformwerkzeugs W1 nach innen gebördelt (Teilschritt A-5). Beim Bördeln des unteren Randes lb steht die innere Form rolle „im Eck" des sich um seine Achse A drehenden Rohlings 1', während die äußere Formrolle in Bezug auf die innere Formrolle um 90° geschwenkt wird, um den Bund ld derart auszuformen, dass er radial nach innen zur Achse A des Rohlings 1 vorspringt. Anschließend wird der Rohling 1' aus der Spannvorrichtung Sl, S2 gelöst (Teilschritt A-6)

Nach dem Wenden des gebördelten Rohlings 1, 1', sodass sich der Bund ld bei vertikaler Ausrichtung der Achse A oben befindet (Teilschritt A-7), wird der Rohling 1, 1' durch Klemmung des Bundes ld zwischen dem Niederhalter Sl und dem Spreizfutter S2 in veränderter Anordnung erneut in der Spann vorrichtung Sl, S2 eingespannt.

Zur Walzbearbeitung des umzuformenden Wandabschnitts gemäß Schritt B wird ein aus zwei gegen läufigen Walzen bzw. Formrollen bestehendes Walzwerkzeug W2 am Innenumfang und am Außenum fang des umzuformenden Wandabschnitts lc an dessen zum Bund ld weisenden Ende angesetzt (Teil schritt B-l).

Ausgehend von dieser Position wird das Walzwerkzeug W2 - während der Rohling 1, 1' mittels der Spannvorrichtung Sl, S2 um seine Achse A gedreht wird - auf einer helixförmigen Bahn B zum unteren Ende des Rohlings 1, 1' bewegt, sodass die Walzen am Innenumfang sowie am Außenumfang des um zuformenden Wandabschnitts lc abrollen und dabei den umzuformenden Wandabschnitt lc unter Verringerung dessen Wandstärke sowie unter Veränderung dessen Innen- und Außenumfangs umfor men (vgl. Figur 4). Das Walzwerkzeug W2 wird dabei nicht um die Achse A gedreht, sondern lediglich der Rohling 1, 1', wobei der Winkel und Abstand der Drehachsen XI, X2 der Walzen gegenüber der Achse A des Rohlings 1, 1' zumindest in einer die Achse A des Rohlings 1, 1' einschließenden Ebene E verändert werden können. Die Bahn B verläuft als Helix in Form einer konischen Schraube oder Spirale mit gegenseitig überlappenden Windungen, ausgehend von dem zum Bund ld weisenden Ende des umzuformenden Wandabschnitts lc in einer vom Bund ld abweisenden Richtung bis zum anderen axialen Ende des Rohlings 1, 1' (Teilschritt B-2). Die axiale Länge des Walzwerkzeugs bzw. Bahnbreite und die Ganghöhe bzw. Steigung der Bahn B pro Windung um die Achse A sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Bahn B in benachbarten Windungen aneinander angrenzt oder überlappt, sodass der Innenumfang sowie der Außenumfang des umzuformenden Wandabschnitts lc lückenlos bearbei tet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der umzuformende Wandabschnitt lc in der Darstellung gemäß Figur 3 die Form eines Kegelstumpfs auf, dessen Durchmesser sich ausgehend vom Bund ld zum davon abgewandten Ende des Rohlings 1, 1' streng monoton und linear vergrößert. Es ist aber auch möglich, den umgeformten Wandabschnitt z.B. in Düsenform mit einer nach außen kon vex und/oder konkav geformten Wölbung zu erzeugen.

Nach dem Abheben beider Walzen bzw. Formrollen des Walzwerkzeugs W2 von dem umzuformenden Wandabschnitt lc des Rohlings 1, 1' (Teilschritt B-3) werden die Teilschritte B-l, B-2 und B-3 so oft wiederholt, bis die gewünschte Form des umzuformenden Wandabschnitts lc erreicht ist (Teilschritt A-4). Der Winkel a des umzuformenden Wandabschnitts lc wird gegenüber der Achse A des Rohlings 1, 1' bei jeder Wiederholung des Teilschritts B-2 um einen Winkel von ca. 1° vergrößert. Um ausgehend von einem zylindrischen Rohling 1, 1' eine Konusform mit einem Winkel von 10° zur Achse A bzw. einen Öffnungswinkel von 20° zu erzeugen, sind ca. 10 Wiederholungen des Teilschritts B-2 erforderlich. Ab hängig von der Breite des Walzwerkzeugs W2 und der axialen Länge des umzuformenden Wandab schnitts lc umfasst die Bahn B ca. 10 Windungen bzw. 10 Umdrehungen um die Achse A des Rohlings 1, 1'. Die Drehgeschwindigkeit des Rohlings 1, 1' um seine Achse liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 30 bis 120 Umdrehungen pro Minute bzw. im Bereich von 0,5 bis 2 Umdrehungen pro Sekunde.

Die offenbarte Vorrichtung dient vorwiegend zur Herstellung eines Bauteils 1" bzw. Halbzeugs mit um geformtem Wandabschnitt lc aus einem hülsenförmigen Rohling 1, 1' durch Walzen des umzuformen den Wandabschnitts lc, vorzugsweise auch zum Einbringen von Wälzkörpertaschen in den gewalzten Wandabschnitt lc, um aus diesem Bauteil 1" bzw. Halbzeug den erfindungsgemäßen Schräglagerkäfig fertigzustellen. Diese Vorrichtung umfasst neben dem vorstehend beschriebenen Spannwerkzeug Sl, S2 und dem vorstehend beschriebenen Walzwerkzeug W2 vorzugsweise auch ein Steuergerät, das der art konfiguriert ist, um das Walzwerkzeug W2 und ggf. das Spannwerkzeug Sl, S2 in der vorstehend beschriebenen Weise zu bewegen, sodass der umzuformende Wandabschnitt lc des hülsenförmigen Rohlings 1, 1' umgeformt, d.h. in die gewünschte Form überführt wird. Zum Einbringen der Wälzkör pertaschen in den durch Walzen umgeformten Wandabschnitt des Bauteils 1" bzw. Halbzeugs umfasst diese Vorrichtung vorzugsweise auch eine entsprechende Einrichtung bzw. ein Werkzeug, wie z.B. ein Fräswerkzeug.

Der Kerngedanke der Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen:

Rohmaterial

Ausgangsmaterial ist eine Hülse aus rund gebogenem, verschweißtem Blech. Alternativ dazu kann die Hülse aus einem Rohr oder Walzring gedreht werden, welcher allseitig z.B. 5 mm Aufmaß zu den Fer tigmaßen der Hülse hat. Somit verringert sich der Materialeinsatz, da die Endkontur in der Folge über ein Umformverfahren erzeugt wird.

Prozessbeschreibung

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein formendes Verfahren eines Bauteils 1" bzw. Halbzeugs mit umgeformtem Wandabschnitt ohne Materialabtrag. Das eingesetzte Material bleibt nach dem For men des umzuformenden Wandabschnitts zum größten Teil erhalten.

Für die Herstellung spezifischer angewinkelter Ringe, wird der Blechring über den Innendurchmesser mittels Segmentspannfutter gehalten und mit einem Niederhalter fixiert.

Im ersten Arbeitsgang wird für die Erzeugung der geforderten Kontur die Unterkante des Vormaterials nach innen geformt.

Die nach innen geformte Kante bzw. der Bund dient als Aufnahmekante für den zweiten Arbeitsgang, bei welchem der Außenkegel geformt wird. Dazu wird die innenliegende Kante bzw. der Bund zwischen Segmentspannfutter und Niederhalter geklemmt.

Die Hülse wird mittels zweier gegenüberliegender Rollen mit hydraulischen Druck geklemmt. Über eine Drehbewegung der geklemmten Hülse wird die Hülsenwand mittels der Rollen in mehreren Schritten nach außen geformt, bis die geforderte Kontur erreicht ist.

Weitere Ausführungsbeispiele

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der umzuformende Wandabschnitt lc in der Darstel lung gemäß Figur 5 die Form eines Kegelstumpfs mit einem angrenzenden zylinderförmigen Abschnitt lc' auf. Hierfür kann ausgehend von dem in Figur 2 dargestellten Herstellungsschritt der umzufor mende Wandabschnitts lc anstelle einer reinen Konus- bzw. Kegelstumpform (Figur 3) in einen konus förmigen Abschnitt mit einem an- bzw. abschließenden zylinderförmigen Abschnitt lc' gewalzt wer den.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der umzuformende Wandabschnitt lc in der Dar stellung gemäß Figur 6 die Form eines Kegelstumpfs mit einem beidseitigen ringförmigen Bund ld, le auf. Hierfür kann ausgehend von den in Figuren 2, 3 oder 5 dargestellten Herstellungsschritten der obere Rand la des umzuformend Wandabschnitt lc, lc', der sich nach dem Wenden des gebördelten Rohlings 1, 1' unten befindet, zu einem ringförmigen Bund le gewalzt werden, dass er radial nach innen zur Achse A des Rohlings 1, 1', 1" vorspringt. Damit kann die Stabilität des Wälzlagerkäfigs er höht werden.

Bezugszeichenliste

1 Rohling

1' Rohling mit Bund ld

1" Bauteil bzw. Halbzeug (Rohling mit Bund ld und umgeformtem Abschnitt lc) la Erster Rand des Rohlings lb Zweiter Rand des Rohlings lc Umzuformender bzw. umgeformter Wandabschnitt lc' Zylinderförmiger Abschnitt des umzuformenden bzw. umgeformten Wandabschnitts lc ld Bund le Bund

A Achse des Rohlings bzw. Bauteils

B Bahn (des Walzwerkzeugs)

D Durchmesser des zylindrischen Rohlings

Dl Kleinerer Durchmesser des Rohlings

D2 Größerer Durchmesser des Rohlings

D" Größerer Durchmesser des Bauteils E Ebene senkrecht zur Achse a Öffnungswinkel

51 Spannwerkzeug 1 (Niederhalter)

52 Spannwerkzeug 2 (Segmentspannfutter)

W1 Umformwerkzeug 1 (Bördelwerkzeug bzw. Formrollen)

W2 Umformwerkzeug 2 (Walzwerkzeug bzw. Formrollen)

XI, X2 Drehachsen der Walzen