DE1135162B

DE1135162B - Process for the production of radial roller bearings with a plastic cage and device for carrying out this process

Info

Publication number: DE1135162B
Application number: DED34540A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Esref Abadzic
Original assignee: Duerkopp Maschinenbau GmbH
Current assignee: Duerkopp Maschinenbau GmbH
Priority date: 1960-10-17
Filing date: 1960-10-17
Publication date: 1962-08-23
Also published as: GB920486A

Description

Verfahren zur Herstellung von Radialwälzlagern mit einem Kunststoffkäfig und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur unmittelbaren und bearbeitungsfreien Einformung eines Wälzlagerkäfigs aus Kunststoff in ein Radialwälzlager nach dem Spritzgießverfahren, wobei die Wälzkörper vor dem Spritzen des Käfigs durch seitlich konzentrisch um die Achse zwischen die Lagerringe eingeführte, einander gegenüberliegende Ringe justiert werden, die gleichzeitig als Formkörper für den Wälzlagerkäfig dienen. Dabei werden die zwischen den Ringen justierten Wälzkörper vor dem Einspritzen des Käfigkunststoffes mit einer Kunststoffschicht, beispielsweise aus Epoxyharz, versehen.Process for the production of radial roller bearings with a plastic cage and apparatus for carrying out this method. The invention relates to a method for the immediate and processing-free molding of a roller bearing cage made of plastic in a radial roller bearing according to the injection molding process, the rolling elements before Injection of the cage by the side concentrically around the axis between the bearing rings introduced, opposing rings are adjusted at the same time serve as a molded body for the rolling bearing cage. This will be the one between the rings adjusted rolling elements before injecting the cage plastic with a plastic layer, for example made of epoxy resin.

Es sind bereits einbaumaßfertige, ein- oder mehrteilige Kamm- oder ähnliche Wälzlagerkäfige aus Kunststoff bekannt, die nach dem Preß- oder Spritzgießverfahren hergestellt werden, eine nachträgliche spanabhebende oder anderweitige formgebende Bearbeitung nicht erfordern und ohne zusätzliche Verbindungselemente eingebaut werden können. Käfige dieser Art bedürfen vorwiegend zweier Formkörper zu ihrer Herstellung, da die beiden Käfighälften nicht formgleich sind.There are already built-in, one-part or multi-part comb or Similar roller bearing cages made of plastic are known, which are made by the compression or injection molding process are produced, a subsequent machining or other shaping Do not require machining and can be installed without additional fasteners can. Cages of this type mainly require two moldings for their production, because the two halves of the cage are not of the same shape.

Eine ähnliche bekannte Art von Kammkäfigen aus Kunststoff, bei der die Trennstege beider Käfighälften mit Vorsprüngen versehen sind, die beim Zusammenbringen der beiden Teile zahnradartig ineinandergreifen, wird vorzugsweise für Kugellager verwendet. Bei dieser Konstruktion befinden sich die Kugeln zwischen den am Umfang der Käfighälften versetzten Stegen und müssen in ihren Lücken mit einem Minimalspiel eingepaßt sein, um ein Verdrehen der Käfighälften zu vermeiden. Dadurch treten besonders in hohen Drehzahlbereichen unerwünschte Reibungen an den Wänden der Ausnehmungen für die Kugeln auf, wodurch diese Ausnehmungen erweitert und mit der Zeit die Lager unbrauchbar werden.A similar known type of plastic comb cage in which the separators of the two cage halves are provided with projections that when brought together of the two parts mesh like a gear, is preferred for ball bearings used. In this construction, the balls are located between the ones on the circumference of the cage halves staggered webs and must be in their gaps with a minimal amount of play be fitted to prevent twisting of the cage halves. This makes it especially kick in high speed ranges, undesirable friction on the walls of the recesses for the balls, whereby these recesses expand and with time the bearings become unusable.

Es sind ferner zweiteilige Wälzlagerkäfige bekannt, von denen beide Teile miteinander formgleich sind, bei denen die Stege beider Käfighälften in abwechselnder Reihenfolge versetzt am Innen- bzw. Außenrand der jeweiligen Käfighälfte angeordnet sind und bei denen jedem Steg der einen Käfighälfte eine am Außen- bzw. Innenrand dieser Käfighälfte liegende, d. h. zum entsprechenden Steg radial versetzte, Ausnehmungen zugeordnet ist, die zum Eingriff des entsprechenden Steges der anderen Käfighälfte dient.There are also two-part roller bearing cages known, both of which Parts are of the same shape with each other, in which the webs of both cage halves in alternating Staggered sequence on the inner or outer edge of the respective cage half are and in which each bar of one cage half is one on the outer or inner edge this half of the cage, d. H. recesses that are radially offset from the corresponding web is assigned to the engagement of the corresponding web of the other half of the cage serves.

Bei der Entwicklung dieser beschriebenen und ähnlicher Wälzlagerkäfige diente im Grundprinzip der herkömmliche Blechkäfig als Vorbild. Aus diesem Grunde wurden alle bisher bekannten sowohl Metallals auch Kunststoffkäfige unabhängig von der Lagerfertigung hergestellt und erst nach der Herstellung mit den Wälzkörpern in die Lager eingepaßt.During the development of these described and similar rolling bearing cages the conventional sheet metal cage served as a model. For this reason all previously known both metal and plastic cages became independent of made to stock production and only after production with the rolling elements fitted into the bearings.

Diese Methode der vom Lager getrennten Herstellung von Kunststoffkäfigen hat sich als sehr kostspielig erwiesen, weil hierzu teuere Präzisionsspritzgußformen notwendig sind.This method of manufacturing plastic cages separately from the warehouse has proven to be very expensive because of the expensive precision injection molds are necessary.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß diese Teile eines getrennten Montagevorgangs bedürfen, der mit Personal- bzw. Maschinenaufwand verbunden ist und auch arbeitszeitmäßig sich äußerst kostspielig auswirkt.Another major disadvantage is that these parts require a separate assembly process that involves personnel and machine costs and is also extremely costly in terms of working hours.

Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt. Ein besonderer Vorteil wird darin gesehen, daß der erfindungsgemäße Käfig gleichsam aus einem Guß besteht und weder Verbindungselemente noch Vorsatzscheiben erforderlich sind, da der Käfig durch die umspritzten Wälzkörper, die bekanntlich in die Laufbahnen in den Lagerringen hineinragen, gehalten wird.These disadvantages are eliminated by the method according to the invention. A particular advantage is seen in the fact that the cage according to the invention, as it were consists of one piece and neither fasteners nor additional washers are required are because the cage by the molded rolling elements, which are known to be in the raceways protrude into the bearing rings, is held.

Beispiele der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Vorrichtungen sind in den Abbildungen aufgezeigt. Es zeigt Fig. 1 eine gebrochene bildliche Darstellung des Lagers mit den Ringen zum Justieren der Wälzkörper, Fig. 2 eine bildliche Darstellung der beiden Justierringe, Fig. 3 eine Perspektivdarstellung der Justierringe. In einem Wälzlager müssen die Wälzkörper im Käfig ein ausreichendes Spiel haben; ferner müssen die Abstände der Wälzkörper voneinander genau und gleichmäßig bemessen sein, um Lagergeräusche zu vermeiden und dem Lager eine lange Betriebsdauer zu gewährleisten.Examples of those required for carrying out the method according to the invention Devices are shown in the figures. 1 shows a broken one Pictorial representation of the bearing with the rings for adjusting the rolling elements, Fig. 2 a pictorial representation of the two adjusting rings, Fig. 3 a Perspective view of the adjustment rings. In a rolling bearing, the rolling elements must have sufficient play in the cage; furthermore, the distances between the rolling elements be measured precisely and evenly from each other in order to avoid bearing noise and to ensure a long service life for the warehouse.

Nach dem Einbringen der Wälzkörper 1 in ihre Laufbahnen 2 zwischen dem Außen- 3 und Innenring4 werden sie in ihre vorgesehenen Abstände voneinander gebracht. Danach wird von der einen Seite des Lagers ein Justierring 5 zwischen die beiden Lagerringe 3, 4 gedrückt. Dieser Justierring kann beispielsweise im Preß- oder Ziehverfahren hergestellt werden und die Form eines ringförmig gebogenere U-Eisens aufweisen, wobei die beiden Schenkel 6, 7 des Ringes konzentrisch zur Lagerachse liegen und die Ringstegbreite 8 dem Abstand zwischen dem Außen- 3 und dem Innenring 4 des Lagers entspricht. In den Abständen der Wälzkörper im Lager sind in den Schenkeln 6, 7 des Justierringes 5 Lücken 9 ausgespart, in denen die Wälzkörper 1 nach dem Einsetzen des Justierringes 5 gehalten werden.After the rolling elements 1 have been introduced into their raceways 2 between the outer 3 and inner ring 4 they are at their intended distances from each other brought. Thereafter, an adjusting ring 5 is from one side of the bearing between the two bearing rings 3, 4 pressed. This adjusting ring can, for example, in the press or drawing process and the shape of a ring-shaped curved U-iron have, the two legs 6, 7 of the ring concentric to the bearing axis and the ring land width 8 is the distance between the outer 3 and the inner ring 4 of the camp corresponds. In the distances between the rolling elements in the bearing are in the legs 6, 7 of the adjusting ring 5 recessed gaps 9 in which the rolling elements 1 after Insertion of the adjustment ring 5 are held.

Bei der Einspritzung des Kunststoffs zwischen die beiden Laufringe 3, 4 würden die Wälzkörper in den Kunststoff unbeweglich eingespritzt werden. Um das zu vermeiden, d. h. um für die Wälzkörper ein ausreichendes Drehspiel zu erhalten, werden diese mit einem Kunststoff-Film beschichtet, der sich nach dem Einspritzen des Käfigs in einem Säurebad leicht lösen läßt, ohne den Kunststoff des Käfigs oder das Lagermetall anzugreifen.When the plastic is injected between the two races 3, 4, the rolling elements would be injected immovably into the plastic. Around to avoid that, d. H. in order to obtain sufficient torsional backlash for the rolling elements, these are coated with a plastic film that is removed after injection of the cage can be easily dissolved in an acid bath without removing the plastic of the cage or attack the bearing metal.

Der Kunststoff-Film wird vorzugsweise durch eine Sprühanlage auf die Wälzkörper aufgetragen. Es kann jedoch auch das ganze Lager im Tauchverfahren beschichtet werden.The plastic film is preferably applied to the by a spray system Rolling elements applied. However, the entire bearing can also be coated using the immersion process will.

Als Sprühmittel eignet sich beispielsweise vorteilhaft Epoxyharz, das rasch und gleichmäßig trocknet und sich in billigen und einfachen Lösungsmitteln, beispielsweise Aceton, auflöst.Epoxy resin, for example, is advantageously suitable as a spray, that dries quickly and evenly and is in cheap and simple solvents, for example acetone, dissolves.

Nach dem Beschichten der Wälzkörper wird ein zweiter Justierring 10 von der noch offenen Seite zwischen die beiden Lagerringe 3, 4 gedrückt, der ebenso wie der erste Ring 5 die Wälzkörper in seinen Aussparungen einschließt, so daß diese von allen Seiten gegen ein Verrücken gesichert sind.After the rolling elements have been coated, a second adjusting ring 10 is pressed from the still open side between the two bearing rings 3, 4, which, like the first ring 5, encloses the rolling elements in its recesses so that they are secured against dislocation from all sides.

Neben der Aufgabe, die Wälzkörper in ihren Abständen voneinander zu halten, haben die Justierringe 5, 10 gleichzeitig die Aufgabe, die übliche zur Herstellung eines Kunststoffteils notwendige Spritz- ; gießform zu ersetzen, d. h. im vorliegenden Fall, dem Wälzlagerkäfig beim Spritzvorgang seine Form zu geben. Aus diesem Grund müssen die beiden Justierringe 5, 10 genaues Paßmaß zueinander aufweisen, damit die Spritzgießmasse infolge des hohen Spritz- ; drucks nicht durch die Ritzen in die Laufbahnen der Wälzkörper gedrückt wird.In addition to the task of spacing the rolling elements from one another hold, the adjusting rings 5, 10 also have the task of the usual production a plastic part necessary injection molding; replace mold, d. H. in the present Case of giving the rolling bearing cage its shape during the injection molding process. For this reason the two adjusting rings 5, 10 must have an exact fit to each other so the injection molding compound due to the high injection; does not push through the cracks in the raceways of the rolling elements is pressed.

In den Ringsteg 8 des Justierrings 5 sind Einlaßöffnungen 11 für den Käfigkunststoff vorgesehen, deren Anzahl sich nach der Anzahl der Spritzdüsen richtet.In the ring web 8 of the adjusting ring 5 are inlet openings 11 for the Cage plastic provided, the number of which depends on the number of spray nozzles.

Sobald der zweite Justierring 10 nach dem Beschichten der Wälzkörper eingesetzt ist, kann das Lager in die Spritzgießvorrichtung eingebracht werden. Dabei müssen die Einlaßöffnungen 11 im Justierring 10 vor die Spritzdüsen zu liegen kommen. Der Spritzvorgang läuft dann in bekannter Weise ab. Das Justieren der Wälzkörper und das Einsetzen der Justierringe sowie das Beschichten der Wälzkörper im Sprühverfahren oder Tauchbad wird vorzugsweise mit vollautomatischen Zusatzvorrichtungen durchgeführt, wobei sich diese Vorgänge in den Intervallen des Spritzvorgangs abwickeln und die zum Einspritzen der Käfige bereiten Lager ein Magazin durchlaufen, das gleichzeitig als Trockenschleuse für das Beschichtungsmittel der Wälzkörper ausgebildet ist. Diese Zusatzvorrichtungen werden als bekannt vorausgesetzt und sind daher zeichnerisch nicht dargestellt.As soon as the second adjustment ring 10 after coating the rolling elements is used, the bearing can be introduced into the injection molding device. The inlet openings 11 in the adjusting ring 10 must be in front of the spray nozzles come. The injection process then takes place in a known manner. Adjusting the rolling elements and the use of the adjusting rings and the coating of the rolling elements using the spray method or immersion bath is preferably carried out with fully automatic additional devices, these processes unwind in the intervals of the spraying process and the To inject the cages, prepare bearings through a magazine, which at the same time is designed as a drying lock for the coating agent of the rolling elements. These additional devices are assumed to be known and are therefore shown in the drawing not shown.

Nach dem Einspritzen des Kunststoffkäfigs in das Lager werden die Justierringe entfernt.After injecting the plastic cage into the bearing, the Adjustment rings removed.

Nach dem Spritzvorgang durchläuft das Lager ein Bad mit einem Lösungsmittel, das die Wälzkörperbeschichtung entfernt. Als Lösungsmittel wird beispielsweise Aceton verwendet, wobei jedoch auch andere Lösungsmittel benutzt werden können.After the spraying process, the bearing goes through a bath with a solvent, which removes the rolling element coating. Acetone, for example, is used as a solvent used, but other solvents can be used.

Nach dem Tauchbad und dem Entfernen der Justierringe ist das Radialwälzlager einsatzbereit. Die in der vorliegenden Beschreibung aufgezeigten und dargestellten Vorrichtungen können auch in ähnlicher bzw. anderer Weise ausgebildet sein, ohne den beanspruchten Schutzumfang zu verletzen.After the immersion bath and the removal of the adjustment rings, the radial roller bearing is ready to use. Those shown and illustrated in the present description Devices can also be designed in a similar or different manner, without to violate the claimed scope of protection.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of radial roller bearings with a plastic cage, characterized in that initially between the two races of the bearing adjusted rolling elements from an adjustment ring in their Use position held and provided with a layer that then still another adjustment ring inserted from the other side of the bearing and the space enclosed by the adjusting rings is filled with plastic so that the Rolling elements are enclosed in the plastic, whereupon the bearing is injected with the Plastic cage immersed in a solvent after removing the adjustment rings that loosens the support layer from the rolling elements.

2. The method according to claim 1, characterized in that the rolling elements with a plastic film, for example Epoxy resin.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the coating of the rolling elements by spraying them from the open bearing side is achieved here.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that that the removal of the plastic film applied to the rolling elements by means of a solvent, for example acetone, takes place.

5. Device for implementation of the method according to one of claims 1 to 4, characterized by two rings, the legs with concentric to the bearing axis as cage shaped bodies of can be used on both sides between the bearing rings.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the rolling elements from one another at the intended intervals in the legs of the rings gaps are recessed, in which the rolling elements during of coating and defensive of injecting the cage against Shift are secured.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that that openings for injecting the cage plastic are provided in the rings, the number of which corresponds to the number of injection nozzles on the spray device. Older patents considered: German Patent No. 1092187.