DE102005000754B3 - Verfahren zur Herstellung von insbesondere geräuschgedämpften Wälzlagern für Schnelllaufanwendungen und zugehöriges Wälzlager - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von insbesondere geräuschdämpfenden Wälzlagern für Schnelllaufanwendungen als Radial- oder Axiallager, insbesondere in Form eines Schrägkugellagers, bei denen die Wälzkörper sich an Laufbahnen von Laufringen abwälzen, die Laufringe an Anlageflächen von vorzugsweise nichtmetallischen Zwischenschichten anliegen und die Zwischenschichten an inneren Wandflächen von Wälzlagerringen anliegen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zwischenschichten vor dem Zusammenbau des Wälzlagers fest mit den Wandflächen verbunden und anschließend die Anlageflächen für die Laufringe der äußeren Form der Laufringe durch spanabhebende Bearbeitung oder sonstige Formgebung angepasst werden. Mit diesem Verfahren wird ein Wälzlager erreicht, bei dem die Zwischenschicht aus einem nichtmetallischen fest mit den Wandflächen verbindbaren Material besteht, das durch spanende Bearbeitung oder sonstige Formgebung an die äußere Form der Laufringe angepasst ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von insbesondere geräuschgedämpften Wälzlagern gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und auf ein Wälzlager gemäß Oberbegriff des Anspruches 5.
• Wälzlager der gattungsgemäßen Art sind z.B. aus der DE 39 39 279 C1 bekannt, wobei die Wälzkörper sich an Laufbahnen aus metallischen Laufringen abwälzen und die Laufringe sich über als Futterringe bezeichnete Zwischenringe an den Lagerringen abstützen und die nichtmetallischen Zwischenringe als lose einlegbare und damit auswechselbare Kunststoffleisten ausgebildet sind, die beispielsweise aus thermoplastischen bzw. duroplastischen Kunststoffen und Elastomeren bestehen. Die Wälzlager werden hierbei als Einbauelement vormontiert, wobei die Kunststoffleisten in besonderer Weise gestaltet sind, um das Einbauelement zusammenzuhalten. Dafür sind auf der den Wälzkörpern zugewandten Seite Federringe formschlüssig in Halterungen der Kunststoffleisten befestigt. Die Kunststoffleisten liegen nach dem Einbau lose an den inneren und äußeren Wälzlagerringen an. Diese Konstruktion der vormontierten Einbauelemente ist relativ kostenintensiv und erfordert eine aufwendige und präzise Montage.
• In der DE 199 03 159 A1 ist ein Wälzlager für rotierende Maschinenteile oder dergleichen, insbesondere in Form eines Schrägkugellagers beschrieben, das aus einem Außenlaufring und einem Innenlaufring und zwischen diesen ablaufenden Wälzkörpern besteht. Der Außenlaufring und/oder der Innenlaufring sind insbesondere aus Montagegründen radial geteilt ausgebildet. Die Wälzkörper bewegen sich jeweils zwischen zwei aus Laufdrähten bestehenden Laufringen, die wiederum sich direkt oder indirekt an entsprechend geformten Anlageflächen des Innen- bzw. Außenlaufringes abstützen. Zwischen dem Außenlaufring und den Laufdrähten ist dabei zwar eine Zwischenschicht in den Figuren dargestellt, über die Funktion, die Art des Materials, die Herstellungsweise und auch die Art der Montage dieser Zwischenschicht ist dieser Schrift aber nichts zu entnehmen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und ein entsprechendes Wälzlager vorzuschlagen, bei dem die Art und eine einfache Herstellung dieser Zwichenschicht beschrieben wird.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist durch das Verfahren des Patentanspruches 1 und durch das Wälzlager des Patentanspruches 5 definiert.
• Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Zwischenschicht zumindest an einer Seite zwischen den Laufringen und dem inneren und/oder äußeren Wälzlagerring vor dem Zusammenbau des Wälzlagers zunächst fest mit den metallischen Wandflächen des Wälzlagerringes zu verbinden und anschließend die Anlageflächen für die Laufringe der äußeren Form der Laufringe durch spanabhebende Bearbeitung oder sonstige Formgebung anzupassen. Es hat sich dazu insbesonders als günstig erwiesen, für die Zwischenschicht ein flüssiges oder fließfähiges Material aus einem Elastomer oder einem duroplastischen Kunststoff auf die Wandflächen aufzutragen und nach dem Aushärten, wenn eine feste Verbindung mit den Wandflächen gebildet worden ist, die spanabhebende Bearbeitung der Anlageflächen für die Laufringe vorzunehmen. Es kann dabei, insbesondere durch Vulkanisieren, die Elastomereinlage fest mit dem Metall verbunden werden. In den gummierten Bereich kann anschließend durch spanende Bearbeitung jede gewünschte Form eingedreht werden. Wichtig ist dabei, dass die anschließend einzulegenden, insbesondere als Federringe ausgebildeten Laufringe möglichst vollständig und gleichmäßig zur Anlage kommen. Bei Verwendung eines duroplastischen Kunststoffes kann durch Temperaturerhöhung oder Chemikalienzusatz die erforderliche Erhärtung erreicht werden, damit anschließend die spanabhebende Bearbeitung stattfinden kann. Es ist aber auch möglich, noch während des Erhärtungsprozesses den Laufring, soweit erforderlich, in den duroplastischen Kunststoff einzudrücken, wobei bei dem anschließenden weiteren Aushärtvorgang auch eine relativ feste Verbindung zwischen dem Kunststoff und dem Laufring gebildet wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat den besonderen Vorteil, dass
• – bei relativ geringem Montageaufwand eine feste Metall-, Gummi- bzw. Kunststoff-Verbindung hergestellt wird,
• – die Zwischenschicht einen umlaufenden, insbesondere geschlossenen Ring bildet,
• – bei der Montage der Zwischenschicht praktisch kein Montagefehler möglich ist,
• – man mit weniger Bauteilen auskommt,
• – eine luftspaltfreie Verbindung hergestellt wird und definierte Anlagen und Kontakte erreicht werden und
• – durch die spanende Bearbeitung und/oder sonstige Formgebung unterschiedliche Wälzkörperbahnen flexibel hergestellt werden können.
• Bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager bildet die fest mit den Wandflächen verbundene und durch spanende Bearbeitung oder sonstige Formgebung an die äußere Form der Laufringe angepaßte Zwischenschicht vorzugsweise einen umlaufend geschlossenen Ring. Es hat sich darüber hinaus als günstig erwiesen, die Zwischensicht nur am inneren oder äußeren Wälzlagerring anzuordnen und insbesondere den Wälzkörper an dem Wälzlagerring, an dem keine Zwischenschicht vorhanden ist, ohne Laufring auf einer der Form des Wälzkörpers angepaßten, induktiv gehärteten Anlagefläche anliegen zu lassen. Die induktive Härtung der Randschicht der Anlagefläche kann dabei nach dem in der DE 102 28 333 C1 beschriebenen und geschützten Verfahren durchgeführt werden. Hierbei wird die Randschicht mit einem Induktor erwärmt, wobei eine Relativbewegung zwischen der Randschicht und dem Induktor durch Rotation des Lagerringes oder des Induktors erfolgt und ein Abstand des Induktors von der Oberfläche der zu härtenden Randschicht eingehalten wird, der dem ein- bis zweifachen der Randhärttiefe entspricht. Nach dem Erwärmen durch den Induktor wird die Randschicht in ihrer Gesamtheit möglichst zur gleichen Zeit abgeschreckt. Auf diese Weise wird eine gehärtete Anlagefläche für die Wälzkörper erreicht, so dass man auf die üblichen Laufringe verzichten kann.
• Die Erfindung wird anhand der beigefügten 1 bis 3 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
• 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes als Schrägkugellager ausgebildetes Wälzlager
• 2 im Querschnitt einen vergrößerten Ausschnitt eines als Tragring (1.1) ausgeführten Wälzlagerringes mit aufgummierter Zwischenschicht (8) vor der Bearbeitung
• 3 einen Querschnitt eines als Haltering (1.2) ausgebildeten Wälzlagerringes mit aufgummierter Zwischenschicht (8) vor der Bearbeitung.
• In der 1 ist ein Schrägkugellager nur teilweise dargestellt, wobei der innere Wälzlagerring zweigeteilt ist und aus dem Tragring 1.1 und dem Haltering 1.2 besteht. Tragring 1.2 und Haltering 1.2 sind über ein Gewinde 12 und die Verdrehsicherung 11 miteinander verbunden, wobei nach Lösen der Verdrehsicherung 11 durch Drehung der beiden Ringe relativ zueinander der axiale Abstand zwischen diesen beiden Ringen einstellbar bzw. insbesondere auch nachstellbar ist. Die Zwischenschicht 8 wird möglichst vor dem Zusammenbau in den Winkel zwischen den axialen Wandflächen 9 und radialen Wandflächen 10 der beiden Wälzlagerringen 1.1 und 1.2 aufgebracht. 2 und 3 zeigen hierzu die Zwischenschicht 8 an den Wandflächen 9, 10 der einzelnen Wälzlagerringe 1.1 und 1.2 mit einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt vor der spanenden Bearbeitung oder sonstigen Formgebung und dem anschließenden Zusammenbau.
• In 1 ist die Zwischenschicht 8 in ihrer endgültigen Form nach dem Zusammenbau dargestellt, wobei die Laufringe 6 an den Anlageflächen 7 der Zwischenschicht 8 anliegen. Auf der gegenüberliegenden Seite besitzen die Laufringe 6 der Oberfläche der Wälzkörper 3 angepasste Laufbahnen 4. Diagonal gegenüberliegend sind ebenfalls Laufringe 6 mit entsprechend angepassten Laufbahnen 4 angeordnet. Diese Laufbahnen 6 stützen sich an entsprechend geformten ringförmigen Anlageflächen 13 des äußeren Wälzlagerringes 2 ab. Als besondere Ausführungsform des Wälzlagers kann auch auf die Laufringe 6 an der der Zwischenschicht 8 gegenüberliegenden Seite des Wälzkörpers 3 verzichtet werden. Der Wälzkörper 3 liegt dann an einer entsprechend geformten und induktiv gehärteten Anlagefläche 13 des Wälzlagerringes 2 an. Die Wälzkörper 3 werden außerdem in an sich bekannter Weise von den Käfigen 5 gehalten.
• Die erfindungsgemäß hergestellten und ausgebildeten Wälzlager gewährleisten auch bei höheren Drehzahlen von über 50 Umdrehungen pro Minute einen möglichst geräuscharmen Lauf.

1.1

Wälzlagerring (Tragring; innen)

1.2

Wälzlagerring (Haltering; innen)

2

Wälzlagerring (außen)

3

Wälzkörper

4

Laufbahnen für 3 an 6

5

Käfig für 3

6

Laufringe (Laufdrähte)

7

Anlagefläche für 6 an 8

8

Zwischenschicht

9

Axiale Wandfläche von 1.1 bzw. 1.2

10

Radiale Wandfläche von 1.1 bzw. 1.2

11

Verdrehsicherung

12

Gewinde zwischen 1.1 und 1.2

13

Anlagefläche von 3 an 2

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Wälzlagern, bei denen die Wälzkörper (3) sich zumindest einseitig an Laufbahnen (4) von Laufringen (6) abwälzen, die Laufringe (6) an Anlageflächen (7) von nichtmetallischen Zwischenschichten (8) anliegen und die Zwischenschichten (8) an inneren Wandflächen (9, 10) von Wälzlagerringen (1.1, 1.2) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschichten (8) vor dem Zusammenbau des Wälzlagers fest mit den Wandflächen (9, 10) verbunden und anschließend die Anlageflächen (7) für die Laufringe (6) der äußeren Form der Laufringe (6) durch spanabhebende Bearbeitung angepasst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschichten (8) als flüssiges oder fließfähiges Material auf die Wandflächen (9, 10) aufgetragen werden und nach dem Aushärten eine feste Verbindung mit den Wandflächen (9, 10) bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschicht (8) ein Elastomer auf die Wandflächen (9, 10) aufvulkanisiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschicht (8) ein duroplastischer Kunststoff auf die Wandflächen (9, 10) aufgebracht wird.
5. Wälzlager, bei dem die Wälzkörper (3) sich zumindest einseitig an Laufbahnen (4) von Laufringen (6) abwälzen, die Laufringe (6) an Anlageflächen (7) von Zwischenschichten (8) anliegen und die Zwischenschicht (8) an inneren Wandflächen (9, 10) von Wälzlagerringen (1, 2) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8) aus einem nichtmetallischen, fest mit den Wandflächen (9, 10) verbundenen Material besteht, das im fest mit den Wandflächen (9, 10) verbundenem Zustand durch spanende Bearbeitung an die äußere Form der Laufringe (6) angepasst ist.
6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8) einen umlaufenden geschlossenen Ring bildet.
7. Wälzlager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächen (9, 10), an denen die Zwischenschicht (8) befestigt ist, in einem spitzen oder stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind und dass die Zwischenschicht (8) vor der spanenden Bearbeitung oder sonstigen Formgebung einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt besitzt.
8. Wälzlager nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8) nur am inneren oder äußeren Wälzlagerring (1, 2) angeordnet ist.
9. Wälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (3) an dem inneren oder äußeren Wälzlagerring (1, 2), an dem keine Zwischenschicht (8) vorhanden ist, ohne Laufring (6) auf einer der Form des Wälzkörpers (3) angepaßten, induktiv gehärteten Anlagefläche (13) anliegt.