DE10200811B4

DE10200811B4 - Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerrings, sowie danach hergestellter Wälzlagerring

Info

Publication number: DE10200811B4
Application number: DE10200811A
Authority: DE
Inventors: Thilo W.-D. Von Schleinitz
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2022-01-12
Also published as: DE10200811A1; JP2003206935A; JP3747197B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerrings aus einem Ringkörper (1) und wenigstens einem Bord (2), die als separate Teile gefertigt werden und über aufeinander abgestimmte Anlageflächen verfügen, wobei auf wenigstens eine Anlagefläche Klebstoff (7) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass
– durch Eindrücken eines Dorns (3) auf wenigstens einer Anlagefläche Erhebungen (6) erzeugt werden und
– die Anlageflächen des Ringkörpers (1) und des Bords (2) so einander angenähert werden, dass wenigstens eine der Erhebungen (6) an einer gegenüberliegenden Anlagefläche zur Anlage kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerrings, bei dem wenigstens ein Bord an einem Ringkörper durch eine Klebeverbindung befestigt wird und ein mit einem derartigen Verfahren hergestellten Wälzlagerring.
Wälzlager mit Borden sind bereits vielfältig bekannt. Borde dienen in der Regel als axialer Anschlag für auf den Lagerringen abrollende Wälzkörper. Üblicherweise sind die Borde einstückig mit den Lagerringen ausgebildet und werden durch eine spanabhebende Bearbeitung des Lagerrings hergestellt. Daneben ist es auch bereits bekannt, die Borde als separate Bauteile zu fertigen und anschließend am Lagerring zu befestigen. Dabei kommen prinzipiell nahezu alle gängigen Befestigungsmethoden in Frage wie beispielsweise Schweißen, Löten, Kleben u. s. w.
Ein Wälzlagerring mit angeklebten Borden ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 47 b 1 671 388 bekannt. Dort sind die Borde mittels eines Kunstharzklebers, der gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen ausgehärtet wird, an den Wälzlagerring angeklebt.
Weiterhin ist auch aus der DE 41 33 442 A1 ein Wälzlagerring mit angeklebten Borden bekannt. Der Wälzlagerring ist zumindest an einer Stirnfläche mit einem die Wälzkörper axial begrenzenden Führungsbord durch Kleben verbunden. Der Führungsbord ist über einen den Wälzkörpern benachbarten Bund unmittelbar am Wälzlagerlaufring abgestützt. An dem den Wälzkörpern abgewandten Umfang des Bundes schließt ein kreisförmiger Spalt zur Aufnahme des Klebemittels an.
Eine Schwierigkeit beim Ankleben von Borden an Wälzlagerringe besteht darin, die Klebestelle so zu gestalten, dass eine hohe Maßhaltigkeit des hergestellten Wälzlagerrings inklusive der Führungsborde erreicht wird. Bei den bekannten Wälzlagerringen versucht man dies dadurch sicherzustellen, dass entweder ein sehr dünner Klebefilm zwischen Bord und Wälzlagerring ausgebildet wird oder dass der Wälzlagerring mit einem Bund versehen ist, auf den sich der Bord abstützt, so dass sich zwischen dem Wälzlagerring und dem Bord ein kreisringförmiger Spalt zur Aufnahme des Klebemittels ausbildet. Im letztgenannten Fall ist für die Herstellung des Bordes somit eine relativ aufwendige Bearbeitung des Wälzlagerrings erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerrings mit wenigstens einem Bord anzugeben, mit dem Wälzlagerringe hoher Präzision mit möglichst geringem Fertigungsaufwand hergestellt werden können, sowie einen danach hergestellten Wälzlagerring bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Nähere Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerrings werden ein Ringkörper und wenigstens ein Bord als separate Teile gefertigt und verfügen über aufeinander abgestimmte Anlageflächen, wobei auf wenigstens eine Anlagefläche Klebstoff aufgebracht wird. Durch Eindrücken eines Dorns, vergleichbar mit einem Härteprüfverfahren, werden auf wenigstens einer Anlagefläche definierte Erhebungen erzeugt und die Anlageflächen des Ringkörpers und des Bords werden einander so angenähert, dass wenigstens eine der Erhebungen an einer gegenüberliegenden Anlagefläche zur Anlage kommt. Die Erhebungen dienen somit als eine Art Abstandshalter und ermöglichen ein sehr präzises Zusammenfügen des Ringkörpers und des Bords, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, dass ein geeigneter Klebstofffilm ausgebildet wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Formgebung des Ringkörpers und des Bords jeweils sehr einfach gehalten werden kann und im Rahmen einer üblichen Durchlauffertigung herstellbar ist und dass auch die Erhebungen mit einem sehr geringen Aufwand automatisch erzeugt werden können.
Der Dorn kann soweit eingedrückt werden, dass die Höhe der Erhebung über der Anlagefläche einen vorgebbaren Wert annimmt. Dabei kann ein konstanter Wert für die Höhe der Erhebungen vorgegeben werden, so dass zwischen den Anlageflächen des Ringkörpers und des Bords eine Klebstoffschicht konstanter Dicke ausgebildet wird. Ebenso können die Werte für die Höhe der Erhebungen so variiert werden, dass Bauteiltoleranzen des Ringkörpers und/oder des Bords wenigstens teilweise ausgeglichen werden oder dass der Ringkörper und der Bord mit Hilfe der Erhebungen zueinander zentriert angeordnet werden können. Durch die geschilderten Maßnahmen kann je nach Anwendungsfall und der jeweils zur Verfügung stehenden Fertigungspräzision ein besonderes Augenmerk auf die Ausbildung einer hochfesten Klebeverbindung oder auf sehr präzise Endabmessungen bei der Anordnung der Borde trotz bestehender Fertigungstoleranzen gerichtet werden.
Es werden insbesondere wenigstens drei Erhebungen auf den Anlageflächen erzeugt, die in Umfangsrichtung vorzugsweise äquidistant über die Anlageflächen verteilt werden. Mit drei Erhebungen lässt sich der Abstand der Anlageflächen zueinander exakt festlegen, wobei mit einer äquidistanten Verteilung besonders gute Ergebnisse erzielbar sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Wälzlagerring mit einem Ringkörper und wenigstens einem Bord, die im Bereich von einander gegenüberliegenden Anlageflächen des Ringkörpers und des Bords miteinander verklebt sind. Wenigstens eine Anlagefläche weist durch Materialverdrängung hergestellte lokale Erhebungen auf, die jeweils lokale Vertiefungen wenigstens teilweise umschließen und an denen die gegenüberliegende Anlagefläche anliegt. Als Klebstoff eignet sich insbesondere Epoxidharz, da sich damit eine schnell aushärtende, hochfeste und temperaturbeständige sowie chemisch beständige Klebeverbindung herstellen lässt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert:
Es zeigen:
1a bis 1f Wälzlagerringe, die jeweils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, in Schnittdarstellung,
2 einen Verfahrensschritt zur Erzeugung von Erhebungen auf einer axialen Endfläche eines Wälzlagerrings in Schnittdarstellung,
3 eine gemäß 2 hergestellte Erhebung in Schnittdarstellung,
4 die Erhebung aus 3 in Aufsicht und
5 einen Ringkörper mit einem angeklebten Bord im Bereich einer Erhebung in Schnittdarstellung.
1a bis 1f zeigen Wälzlagerringe, die jeweils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, in Schnittdarstellung. Die Wälzlagerringe weisen jeweils einen Ringkörper 1 und wenigstens einen an den Ringkörper 1 angeklebten Bord 2 auf. In den 1a bis 1d sind Wälzlagerringe für Zylinderrollenlager dargestellt, in den 1e bis 1f Wälzlagerringe für Kegelrollenlager. Die 1a bis 1b zeigen jeweils einen Außenring, der zwei seitliche Borde 2 aufweist. Bei 1a sind die Borde 2 mit ihren äußeren Mantelflächen an die innere Mantelfläche des Ringkörpers 1 angeklebt. Bei 1b sind die Borde 2 axial neben dem Ringkörper 1 angeordnet und an ihren axialen Seitenfläche mit den entsprechenden Flächen des Ringkörpers 1 verklebt. Die 1c und 1d zeigen jeweils einen Innenring, wobei bei 1c zwei Borde 2 mit ihren inneren Mantelflächen an die äußere Mantelfläche des Ringkörpers 1 angeklebt sind und bei 1d zwei Borde 2 mit ihren axialen Endflächen an entsprechende axiale Endflächen des Ringkörpers 1 angeklebt sind. 1e zeigt einen Innenring, bei dem der Bord 2 als Mittelbord ausgeführt ist und in der axialen Mitte des Ringkörpers 1 mit seiner inneren Mantelfläche an die äußere Mantelfläche des Ringkörpers 1 angeklebt ist. 1f zeigt einen Außenring mit einem seitlichen Führungsbord 2, der mit seiner äußeren Mantelfläche an die innere Mantelfläche des Ringkörpers 1 angeklebt ist.
2 zeigt eine Momentaufnahme des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des in 1b dargestellten Außenrings eines Zylinderrollenlagers. Im Rahmen dieses Verfahrens werden zunächst der Ringkörper 1 und die beiden seitlichen Borde 2 als separate Bauteile mittels im Wälzlagerbereich üblichen Techniken hergestellt. Dann werden die Anlageflächen des Ringkörpers 1, im Bereich derer der Ringkörper 1 und die Borde 2 miteinander verklebt werden sollen, wie in 2 dargestellt, bearbeitet. Hierzu wird zunächst ein Dorn 3 in der Nähe einer axialen Endfläche 4 des Ringkörpers 1 positioniert und anschließend in Axialrichtung gegen die axiale Endfläche 4 des Ringkörpers 1 gepresst. Durch den Anpressdruck dringt der Dorn 3 geringfügig in das Material des Ringkörpers 1 ein, so dass es im Bereich des Auftreffpunktes des Dorns 3 auf die axiale Endfläche 4 des Ringkörpers 1 zu einer lokalen Verformung des Ringkörpers 1 kommt. Die Geometrie dieser Verformung ist in den 3 und 4 dargestellt. Anschließend wird der Dorn wieder zurückgefahren und ggf. an anderer Stelle nochmals eingedrückt. Zusätzlich oder alternativ zum Eindrücken des Dorns 3 in den Ringkörper 1 kann der Dorn 3 auch in die entsprechenden Anlageflächen der Borde 2 eingedrückt werden.
3 zeigt den Ringkörper nach dem Eindrücken des Dorns 3 in einer vergrößerten Schnittdarstellung. In 4 ist der in der 3 dargestellten Bereich des Wälzlagerrings in Aufsicht dargestellt. Durch das Eindrücken des Dorns 3 in die axiale Endfläche 4 des Ringkörpers 1 wird die Außenkontur des Dorns 3 in den Ringkörper 1 eingeformt, d. h. es entsteht eine kegelige Vertiefung 5 in der axialen Endfläche 4 des Ringkörpers 1. Abhängig von der Form des Dorns 3 können auch eine anders geformte Vertiefung, beispielsweise ein Kugeleindruck, ausgebildet werden. Bei der Ausbildung der Vertiefung 5 wird Material verdrängt, das rings um die Vertiefung 5 eine Erhebung 6 bildet, die über die axiale Endfläche 4 des Ringkörpers 1 übersteht. Das beschriebene Eindrücken des Dorns 3 wird an anderer Stelle der axialen Endfläche 4 des Ringkörpers 1 oder an einer entsprechenden Gegenfläche des Bords 2 ein oder mehrmals wiederholt, wobei in der Regel wenigstens drei Erhebungen 6 erzeugt werden. Alternativ zum mehrfachen Eindrücken des Dorns 3 kann auch ein Werkzeug zum Eindrücken verwendet werden, auf dem mehrere Dome 3 angeordnet sind. In der Regel werden auf diese Art und Weise wenigstens drei Erhebungen 6 erzeugt, da für eine exakte Positionierung der Gegenfläche wenigstens drei Fixpunkte benötigt werden. Die Höhe h der Erhebungen über der axialen Endfläche 4 des Ringkörpers 1 bzw. über der Gegenfläche des Bords 2 kann sich nach unterschiedlichen Vorgaben richten, auf die bei der weiteren Beschreibung des Verfahrens noch näher eingegangen wird. Dabei kann die gewünschte Höhe h entweder über den Druck, mit dem der Dorn 3 gegen den Ringkörper 1 bzw. den Bord 2 bekannter Härte gepresst wird oder über die Wegstrecke, um die der Dorn 3 in den Ringkörper 1 bzw. den Bord 2 eingedrückt wird, eingestellt werden.
Wenn sämtliche Erhebungen 6 hergestellt sind, wird ein Klebstoff 7 aufgetragen. Alternativ dazu kann der Klebstoffauftrag auch vor oder während der Herstellung der Erhebungen 6 erfolgen. Der Klebstoff 7 kann wahlweise auf den Ringkörper 1 oder den Bord 2 aufgetragen werden oder auch auf beiden Teilen. Als Klebstoff 7 kann ein Epoxydharz verwendet werden, das entweder flüssig oder in Form einer Folie aufgetragen wird. Es können sowohl Klebstoffe zur Anwendung kommen, die bei Raumtemperatur aushärten als auch solche, bei denen der Aushärtevorgang durch eine Temperaturerhöhung beschleunigt wird.
Wie in 5 dargestellt, werden nach dem Klebstoffauftrag die axiale Endfläche 4 des Ringkörpers 1 und die entsprechende Gegenfläche des Bords 2 so zusammengefügt, dass die Erhebungen 6 jeweils an der ihnen gegenüberliegenden Fläche anliegen und somit eine weitere Annäherung des Ringteils 1 und des Bords 2 verhindern. Auf diese Art und Weise wird erreicht, dass die Dicke des Klebstofffilms durch die Höhe h der Erhebungen 6 festlegt wird. Dadurch lässt sich auf sehr einfache Weise eine reproduzierbare Klebeverbindung zwischen dem Ringkörper 1 und dem Bord 2 herstellen.
Falls es nicht erforderlich ist, die Dicke des Klebestofffilms exakt einzuhalten, besteht die Möglichkeit, die zulässige Schwankungsbreite für die Dicke des Klebstofffilms zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen des Ringkörpers 1 und/oder der Borde 2 heranzuziehen. Wenn beispielsweise das lichte Maß zwischen den Borden 2 des in 1b dargestellten Außenrings mit hoher Präzision eingestellt werden soll, werden die beiden Borde 2 und der Ringkörper 1 in Axialrichtung vermessen und die Höhe h der Erhebungen 6 wird dann so eingestellt, dass sich im zusammengefügten Zustand das gewünschte lichte Maß exakt ergibt. Eine entsprechende Vorgehensweise ist auch für andere Geometrien möglich. Desweiteren kann die Einstellung der Höhe h der Erhebungen 6 zur Zentrierung der Borde 2 bei der Herstellung des in 1a abgebildeten Außenrings verwendet werden. Hierzu wird die Höhe h der Erhebungen 6 jeweils so eingestellt, dass es beim Einfügen der Borde 2 in den Ringkörper 1 für alle Erhebungen 6 zu einer Berührung mit der entsprechenden Gegenfläche kommt bzw. dass sich die Erhebungen 6 und die Gegenflächen nahezu berühren.

1: Ringkörper
2: Bord
3: Dorn
4: axiale Endfläche
5: Vertiefung
6: Erhebung
h: Höhe

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerrings aus einem Ringkörper (1) und wenigstens einem Bord (2), die als separate Teile gefertigt werden und über aufeinander abgestimmte Anlageflächen verfügen, wobei auf wenigstens eine Anlagefläche Klebstoff (7) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass – durch Eindrücken eines Dorns (3) auf wenigstens einer Anlagefläche Erhebungen (6) erzeugt werden und – die Anlageflächen des Ringkörpers (1) und des Bords (2) so einander angenähert werden, dass wenigstens eine der Erhebungen (6) an einer gegenüberliegenden Anlagefläche zur Anlage kommt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (3) jeweils so weit eingedrückt wird, dass die Höhe (h) der Erhebung (6) über der Anlagefläche einen vorgebbaren Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Wert für die Höhe (h) der Erhebungen (6) vorgegeben wird, so dass zwischen den Anlageflächen des Ringkörpers (1) und des Bords (2) eine Klebstoffschicht konstanter Dicke ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte für die Höhe (h) der Erhebungen (6) so variiert werden, dass Bauteiltoleranzen des Ringkörpers (1) und/oder des Bords (2) wenigstens teilweise ausgeglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte für die Höhe (h) der Erhebungen (6) jeweils so variiert werden, dass der Ringkörper (1) und der Bord (2) mit Hilfe der Erhebungen (6) zueinander zentriert angeordnet werden können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Erhebungen (6) auf den Anlageflächen erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (6) in Umfangsrichtung äquidistant über die Anlageflächen verteilt werden.
Wälzlagerring mit einem Ringkörper (1) und wenigstens einem Bord (2), die im Bereich von einander gegenüberliegenden Anlageflächen des Ringkörpers (1) und des Bords (2) miteinander verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anlagefläche durch Materialverdrängung hergestellte lokale Erhebungen (6) aufweist, die jeweils lokale Vertiefungen (5) wenigstens teilweise umschließen und an denen die gegenüberliegende Anlagefläche anliegt.
Wälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (1) und der Bord (2) mittels eines Epoxidharzes miteinander verklebt sind.