DE102010007503A1

DE102010007503A1 - Innenring für Kegelrollenlager und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102010007503A1
Application number: DE102010007503A
Authority: DE
Inventors: Rainer 97714 Sterker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2011-08-11

Abstract

Es ist ein Innenring (1) für Kegelrollenlager offenbart. Der Innenring (1) hat eine Laufbahn (7), einen äußeren Bord (3) und einen inneren Bord (5) ausgebildet. Der Innenring (1) besteht aus drei separaten Bauteilen, die mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden sind, wobei ein erstes Bauteil (4) den inneren Bord (5), ein zweites Bauteil (6) die Laufbahn (7) des Innenrings (1) und ein drittes Bauteil (2) den äußeren Bord (3) bildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung betrifft einen Innenring für Kegelrollenlager. Der Innenring ist dabei derart ausgebildet, dass er einen äußeren Bord und einen inneren Bord sowie eine dazwischen liegende Laufbahn ausgebildet hat.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrings für ein Kegelrollenlager.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2005 019 474 A1 offenbart eine Lageranordnung mit mindestens einem Kegelrollenlager, mit dem ein Wellenteil relativ zu einem Gehäuse gelagert wird. Das Kegelrollenlager besteht aus einem Innenring, einem Außenring sowie zwischen diesen angeordneten Kegelrollen. Sowohl der Innenring als auch der Außenring sind aus einem Blech konstanter Dicke hergestellt und werden mittels eines spanlosen Fertigungsprozesses in die entsprechende Form für das Kegelrollenlager gebracht.
Die deutsche Patentschrift DE 10 2005 028 093 B3 betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung eines Kegelrollenlagerinnenrings und eines Kegelrollenlageraußenrings. Für die Herstellung wird ein ringförmiges oder scheibenförmiges Blechteil mit im Wesentlichen konstanter Dicke zu einem topf- und ringförmigen Körper umgeformt. Dem umgeformten Blechteil wird eine Einschnürung angeprägt, um somit die beiden topfförmigen Blechteile voneinander zu trennen. Mit weiteren Fertigungsprozessen, die Prägen und/oder Schleifen umfassen können, werden der Innenring und der Außenring des Kegelrollenlagers gefertigt.
Die japanische Patentanmeldung JP 2008 169 871 offenbart ein Kegelrollenlager und ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrings des Kegelrollenlagers. Der Innenring des Kegelrollenlagers besitzt an einem großen Bord einen Flansch, an dem das Kegelrollenlager geführt ist. Der Innenring wird aus einem Teil gefertigt.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Innenring für ein Kegelrollenlager bereitzustellen, der einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Die Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung wird durch einen Innenring für ein Kegelrollenlager gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrings eines Kegelrollenlagers bereitzustellen, der einfach herzustellen ist und die Material-kosten reduziert.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrings für Kegelrollenlager gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 6 umfasst.
Der Innenring für die Kegelrollenlager besitzt eine Laufbahn, die von einem äußeren Bord und einem inneren Bord begrenzt ist. Der Innenring besteht aus drei separaten Bauteilen, die mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden sind. Das erste Bauteil bildet den inneren Bord, das zweite Bord bildet die Laufbahn und das dritte Bauteil bildet den äußeren Bord.
Der Schweißprozess zur Verbindung des ersten Bauteils, des zweiten Bauteils und des dritten Bauteils ist derart gestaltet, dass jeweils am Übergang zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil mit der Laufbahn ein Freistich ausgebildet ist. Ferner ist am Übergang zwischen dem zweiten Bauteil mit der Laufbahn und dem dritten Bauteil ebenfalls ein Freistich ausgebildet. Der Schweißprozess kann ein Kondensatorentladungs-Schweißen oder Elektronenstrahl-Schweißen oder ein Laserstrahl-Schweißen sein.
Das Material des ersten Bauteils, des zweiten Bauteils und des dritten Bauteils ist Einsatzstahl. Der Einsatzstahl ist ein Stahl des Typs 16MnCr5.
Bei dem Verfahren für die Herstellung des Innenrings für Kegelrollenlager werden zunächst aus einem Doppelring zwei Bauteile hergestellt, wobei jedes der zwei Bauteile eine Laufbahn für den späteren Kegelrollenlagerinnenring ausbildet. Ein erstes Bauteil und ein drittes Bauteil können z. B. aus einem Draht mit rechteckigem Querschnitt bestehen. Ebenso ist es möglich, dass das erste Bauteil und das dritte Bauteil aus einem Rohrabschnitt hergestellt werden. Das erste Bauteil, das zweite Bauteil und das dritte Bauteil werden mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden.
Das erste Bauteil, das zweite Bauteil und das dritte Bauteil werden derart miteinander verschweißt, dass jeweils am Übergang zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil mit der Laufbahn ein Freistich ausgebildet wird. Ebenso ist am Übergang zwischen dem zweiten Bauteil mit der Laufbahn und dem dritten Bauteil ein Freistich ausgebildet.
Es gibt mehrere Varianten, wie das erste Bauteil und das dritte Bauteil hergestellt werden können. So ist es möglich, dass das erste Bauteil und das dritte Bauteil aus einem Reckdraht mit runden oder rechteckigem Querschnitt hergestellt werden. Der Reckdraht wird zu einem Ring gebogen und geschweißt. Anschließend wird die Schweißnaht verputzt. Eine Ringzacke wird an das erste Bauteil und an das dritte Bauteil angeprägt.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des ersten Bauteils und des dritten Bauteils ist, dass das erste Bauteil und das dritte Bauteil aus einem Rohrabschnitt durch einen Drehvorgang hergestellt werden. Die Ringzacke des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils wird während des Drehvorgangs ausgebildet.
Nachdem das erste Bauteil, das zweite Bauteil und das dritte Bauteil zusammengesetzt worden sind, werden diese verschweißt. Dabei wird darauf geachtet, dass die Ringzacke nicht ganz verschweißt wird, so dass durch die Ringzacke der erforderliche Freistich auf beiden Seiten der Laufbahn des Innenrings ausgebildet bleibt. Das erste Bauteil oder dritte Bauteil, das jeweils mit der Ringzacke versehen ist, wird an das zweite Bauteil gedrückt. Dabei ist der Verfahrweg während des Druckvorgangs derart gewählt, dass mindestens 80% der Höhe der Ringzacke nicht in das zweite Bauteil eingedrückt werden und somit nach dem Verschweißen den erforderlichen Freistich bilden.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des ersten Bauteils und des dritten Bauteils ist, wenn diese aus einem Reckdraht mit rechteckigem Querschnitt hergestellt werden. Die Freimachung wird im Reckdraht durch Walzen erzeugt und der Reckdraht wird anschließend zu einem Ring gebogen und geschweißt. Die Schweißnähte werden verputzt.
Eine weitere Möglichkeit der Herstellung des ersten Bauteils und des dritten Bauteils ist, dass diese aus einem Rohrabschnitt hergestellt werden. Die erforderliche Freimachung im Bereich des späteren ersten Freistichs, der am Übergang zwischen dem ersten Bauteil und der Laufbahn des zweiten Bauteils bzw. am Übergang zwischen der Laufbahn des zweiten Bauteils und des dritten Bauteils entsteht, wird derart ausgebildet, dass sich der Freistich erst im zusammengebauten Zustand des Innenrings bildet.
Nach dem Verbinden des ersten Bauteils, des zweiten Bauteils und des dritten Bauteils wird der Innenring gehärtet und anschließend geschliffen.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren erläutert. werden. Dabei zeigen:
1 eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Innenrings, der aus dem ersten Bauteil, dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil zusammengesetzt ist.
2 den Herstellungsprozess des zweiten Bauteils für den Innenring des Kegelrollenlagers.
3 das geformte Bauteil, welches das erste Bauteil des Innenrings bildet.
4 das Bauteil, welches das dritte Bauteil des Innenrings bildet.
5 die Bauteile des Innenrings, welche zusammengefügt wurden und wobei Ringzacken die Laufbahn des Innenrings halten.
6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenrings, wobei die Freisparung auf beiden Seiten der Laufbahn des Innenrings bereits während des Herstellungsprozesses des ersten und des dritten Bauteils ausgebildet wurden.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie der erfindungsgemäße Innenring des Kegelrollenlagers hergestellt werden kann.
1 zeigt eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Innenrings 1 für Kegelrollenlager. Der Innenring 1 besitzt eine Laufbahn 7, einen äußeren Bord 3 und einen inneren Bord 5. Der erfindungsgemäße Innenring 1 ist dabei aus drei separaten Bauteilen gebildet, die mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden sind. Dabei bildet ein erstes Bauteil 4 den inneren Bord 5. Ein zweites Bauteil 6 bildet die Laufbahn 7 des Innenrings 1. Ein drittes Bauteil 2 bildet den äußeren Bord 3. Das erste Bauteil 2, das zweite Bauteil 5 und das dritte Bauteil 4 sind dabei mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden. Der derart zusammengebaute Innenring 1 bildet somit am Übergang zwischen dem ersten Bauteil 2 und dem zweiten Bauteil 5, das die Laufbahn 7 besitzt, einen ersten Freistich 11 aus. Ebenso ist am Übergang zwischen dem zweiten Bauteil 6 mit der Laufbahn 7 und dem dritten Bauteil 4 ein zweiter Freistich 12 ausgebildet.
2 zeigt den Abschnitt des Herstellungsprozesses, mit dem das zweite Bauteil 5 und der damit verbundenen Laufbahn 7 hergestellt werden. Das Ausgangsmaterial für die Herstellung des ersten Bauteils 2, des zweiten Bauteils 5 oder des dritten Bauteils 4 kann dabei Flach- oder Drahtmaterial sein. Als Stahl findet Einsatzstahl, wie z. B. 16MnCr5, Verwendung. Das zweite Bauteil 5, welches die Laufbahn 7 für die Kegelrollen ausbildet, wird mittels eines Doppelrings hergestellt. Die Laufbahn 7 wird dabei durch Längsprofilierung gebildet. Aus dem Doppelring erhält man zwei zweite Bauteile 5. Zwischen den zwei zweiten Bauteilen 5 ist für die Herstellung des zweiten Bauteils 5 ein Verbindungssteg 20 vorgesehen. Dieser Verbindungssteg 20 wird perforiert. Anschließend wird der Doppelring durch Sprengen oder Abstechen getrennt. Die entsprechenden Trennstellen werden verputzt.
3 und 4 zeigen das erste Bauteil 2 und das dritte Bauteil 4 in ausgeformten Zustand. Für die Herstellung des ersten Bauteils 2 und des dritten Bauteils 4 gibt es mehrere Herstellungsvarianten. So kann man das erste Bauteil 2 und das dritte Bauteil 4 beispielsweise aus einem Reckdraht mit runden oder rechteckigem Querschnitt herstellen. Hierzu wird der Draht zu einem Ring gebogen und verschweißt. Die Schweißnähte werden verputzt. Anschließend wird die Ringzacke 15 sowohl am ersten Bauteil 2 als auch am dritten Bauteil 4 angeprägt. Eine weitere Möglichkeit ist, dass das erste Bauteil 2 und das dritte Bauteil 4 aus einem Rohrabschnitt hergestellt werden. Der Rohrabschnitt wird somit entsprechend gedreht, dass sich am ersten Bauteil 2 und dem dritten Bauteil 4 die erforderliche Ringzacke ausbildet. Ebenso kann man am ersten Bauteil 2 und am dritten Bauteil 4 bereits die erforderliche Freisparung für einen möglichen Freistich ausbilden. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des ersten Bauteils 2 und des dritten Bauteils 4 ist die Durchführung eines entsprechenden Walzprozesses, der die erforderlichen Formen im runden oder rechteckigen Reckdraht oder in dem Rohrabschnitt ausbildet.
5 zeigt die Verbindung des ersten Bauteils 2, des zweiten Bauteils 6 und des dritten Bauteils 4. Die Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 2, dem zweiten Bauteil 6 und dem dritten Bauteil 4 wird mittels Kondensator-Entladungsschweißen hergestellt. Die Ringzacke 15 wird nicht ganz verschweißt, um letztendlich den ersten Freistich 11 und den zweiten Freistich 12 bei der späteren Laufbahn 7 auszubilden. Nach dem erfolgten Schweißen werden die Teile formgehärtet und geschliffen.
6 zeigt eine weitere Herstellungsvariante des erfindungsgemäßen Innenrings 1. Das erste Bauteil 2, das zweite Bauteil 6 und das dritte Bauteil 4 werden mittels eines Elektronenstrahl-Schweißprozesses oder eines Laserstrahl-Schweißprozesses miteinander verbunden. Hierzu wird mindestens eine radial umlaufende Schweißnaht 20 zwischen dem ersten Bauteil 2 und zweiten Bauteil 6 sowie zwischen dem zweiten Bauteil 6 und dem dritten Bauteil 4 gezogen. Das erste Bauteil 2 und das dritte Bauteil 4 haben am Übergang vom ersten Bauteil 2 zum zweiten Bauteil 6 im Bereich der Laufbahn 7 eine Freisparung ausgebildet, die in zusammengebautem Zustand des Innenrings 1 den ersten Freistich 11 ausbildet. Ebenso ist am Übergang zwischen dem zweiten Bauteil 6 mit der Laufbahn 7 und dem dritten Bauteil 4 ebenfalls eine Freisparung ausgebildet, die in zusammengebautem Zustand den zweiten Freistich 12 bildet. Die Scheißnähte 20 werden derart gezogen, dass sich aus den Freisparungen beim zusammengebauten und verschweißten Innenring 1 der erste Freistich 11 und der zweite Freistich 12 ausbilden. Selbstverständlich wird auch dieser nach der zweiten Herstellungsvariante zusammengebaute Innenring 1 formgehärtet und geschliffen.
Die gegenwärtige Erfindung ist in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden. Dennoch können Änderungen und Abwandlungen der hier vorgestellten Ausgestaltungen des Innenrings, bzw. des Verfahrens zum Zusammenbau des Innenrings durchgeführt werden, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005019474 A1 [0003]
DE 102005028093 B3 [0004]
JP 2008169871 [0005]

Claims

Innenring (1) für Kegelrollenlager, wobei der Innenring (1) eine Laufbahn (7), einen äußeren Bord (3) und einen inneren Bord (5) ausgebildet hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (1) aus drei separaten Bauteilen besteht, die mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden sind, wobei ein erstes Bauteil (4) den inneren Bord (5), ein zweites Bauteil (6) die Laufbahn (7) des Innenrings (1) und ein drittes Bauteil (2) den äußeren Bord (3) bildet.
Innenring (1) nach Anspruch 1, wobei der Schweißprozess derart gestaltet ist, dass miteinander verbundene Bauteile (2, 4, 6) jeweils am Übergang zwischen dem ersten Bauteil (2) und dem zweiten Bauteil (6) mit der Laufbahn (7) einen ersten Freistich (11) und am Übergang zwischen dem zweiten Bauteil (6) mit der Laufbahn (7) und dem dritten Bauteil (2) einen zweiten Freistich (12) ausgebildet haben.
Innenring (1) nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei der Schweißprozess ein Kondensatorentladungsschweißen oder ein Elektronenstrahlschweißen oder ein Laserstrahlschweißen ist.
Innenring (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Material des ersten Bauteils (4), das Material des zweiten Bauteils (6) und das Material des dritten Bauteils (2) Einsatzstahl ist.
Innenring (1) nach Anspruch 4, wobei der Einsatzstahl Stahl des Typs 16MnCr5 ist.
Verfahren zur Herstellung eines Innenrings (1) für Kegelrollenlager gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • dass aus einem Doppelring (14) zwei zweite Bauteile (6) hergestellt werden, wobei jedes der zwei zweiten Bauteile (6) eine Laufbahn (7) ausbildet; • dass ein erstes Bauteil (5) und ein drittes Bauteil (2) aus einem Draht mit rundem oder recht-eckigem Querschnitt oder auch einem Rohrabschnitt hergestellt werden; und • dass das erste Bauteil (4), das zweite Bauteil (6) und das dritte Bauteil (2) mittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bauteile (2, 4, 6) derart miteinander verschweißt werden, dass jeweils am Übergang zwischen dem ersten Bauteil (5) und dem zweiten Bauteil (6) mit der Laufbahn (7) ein erster Freistich (11) und am Übergang zwischen dem zweiten Bauteil (6) mit der Laufbahn (7) und dem dritten Bauteil (2) ein zweiter Freistich (12) ausgebildet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 7, dass der Schweißprozess als ein Kondensatorentladungsschweißen oder als ein Elektronenstrahlschweißen oder als ein Laserstrahlschweißen durchgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, wobei das erste Bauteil (5) und das dritte Bauteil (2) aus einem Reckdraht mit rundem oder rechteckigem Querschnitt hergestellt werden, wobei der runde oder rechteckige Reckdraht zu einem Ring gebogen und geschweißt wird und die Schweißnähte verputzt werden und dass eine Ringzacke (15) an das erste Bauteil (5) und das dritte Bauteil (2) angeprägt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, wobei das erste Bauteil (5) und das dritte Bauteil (2) aus einem Rohrabschnitt bestehen, wobei die Ringzacke (15) durch einen Drehvorgang am ersten Bauteil (5) und am dritten Bauteil (2) ausgebildet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10, wobei mindestens im Bereich der Ringzacke (15) jeweils eine radiale Schweißnaht (20) derart gezogen wird, dass die Ringzacke nicht verschweißt wird, damit der erste Freistich (11) und der zweite Freistich (12 ausgebildet werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, wobei das erste Bauteil (5) und das dritte Bauteil (2) aus einem Reckdraht mit rechteckigem Querschnitt hergestellt werden, wobei eine Freimachung im Reckdraht durch Walzen erzeugt wird und der Reckdraht anschließend zu einem Ring gebogen und geschweißt wird und die Schweißnähte verputzt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, wobei das erste Bauteil (5) und das dritte Bauteil (2) aus einem Rohrabschnitt bestehen, der eine Freimachung im Bereich des späteren ersten Freistichs (11), der am Übergang zwischen dem ersten Bauteil (5) der Laufbahn (7) des zweiten Bauteils (6) und am Übergang zwischen der Laufbahn (7) des zweiten Bauteils (6) und dem dritten Bauteil (2) beim zusammengebauten Innenrings (7) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei nach dem Verbinden des ersten Bauteils (4), des zweiten Bauteil (6) und des dritten Bauteils (2) der Innenring (1) gehärtet und anschließend geschliffen wird.